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Bossuat M, Rullière P, Preuilh N, Peixoto A, Joly E, Gomez JG, Bourkhis M, Rodriguez F, Gonçalves F, Fabing I, Gaspard H, Bernardes-Génisson V, Maraval V, Ballereau S, Chauvin R, Britton S, Génisson Y. Phenyl dialkynylcarbinols, a Bioinspired Series of Synthetic Antitumor Acetylenic Lipids. J Med Chem 2023; 66:13918-13945. [PMID: 37816126 DOI: 10.1021/acs.jmedchem.3c00859] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 10/12/2023]
Abstract
A series of 25 chiral anti-cancer lipidic alkynylcarbinols (LACs) were devised by introducing an (hetero)aromatic ring between the aliphatic chain and the dialkynylcarbinol warhead. The resulting phenyl-dialkynylcarbinols (PACs) exhibit enhanced stability, while retaining cytotoxicity against HCT116 and U2OS cell lines with IC50 down to 40 nM for resolved eutomers. A clickable probe was used to confirm the PAC prodrug behavior: upon enantiospecific bio-oxidation of the carbinol by the HSD17B11 short-chain dehydrogenase/reductase (SDR), the resulting ynones covalently modify cellular proteins, leading to endoplasmic reticulum stress, ubiquitin-proteasome system inhibition, and apoptosis. Insights into the design of LAC prodrugs specifically bioactivated by HSD17B11 vs its paralogue HSD17B13 were obtained. The HSD17B11/HSD17B13-dependent cytotoxicity of PACs was exploited to develop a cellular assay to identify specific inhibitors of these enzymes. A docking study was performed with the HSD17B11 AlphaFold model, providing a molecular basis of the SDR substrates mimicry by PACs. The safety profile of a representative PAC was established in mice.
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Affiliation(s)
- Margaux Bossuat
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
- LCC-CNRS, Université de Toulouse, CNRS UPR 8241, UPS, F-31077 Toulouse, France
- Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), Université de Toulouse, CNRS, Université Toulouse III─Paul Sabatier (UT3), F-31044 Toulouse, France
| | - Pauline Rullière
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Nadège Preuilh
- Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), Université de Toulouse, CNRS, Université Toulouse III─Paul Sabatier (UT3), F-31044 Toulouse, France
| | - Antonio Peixoto
- Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), Université de Toulouse, CNRS, Université Toulouse III─Paul Sabatier (UT3), F-31044 Toulouse, France
| | - Etienne Joly
- Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), Université de Toulouse, CNRS, Université Toulouse III─Paul Sabatier (UT3), F-31044 Toulouse, France
| | - Jean-Guillaume Gomez
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Maroua Bourkhis
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Frédéric Rodriguez
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Fernanda Gonçalves
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Isabelle Fabing
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Hafida Gaspard
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | | | - Valérie Maraval
- LCC-CNRS, Université de Toulouse, CNRS UPR 8241, UPS, F-31077 Toulouse, France
| | - Stéphanie Ballereau
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
| | - Remi Chauvin
- LCC-CNRS, Université de Toulouse, CNRS UPR 8241, UPS, F-31077 Toulouse, France
| | - Sébastien Britton
- Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), Université de Toulouse, CNRS, Université Toulouse III─Paul Sabatier (UT3), F-31044 Toulouse, France
| | - Yves Génisson
- Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), UMR 5068, CNRS, Université Paul Sabatier-Toulouse III, F-31062 Toulouse, France
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Hümpfner E, Buzsáki D, Kelemen Z. DFT mechanistic investigation of the 1,2‐reduction of α,β‐unsaturated ynones. ChemistrySelect 2022. [DOI: 10.1002/slct.202201768] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/08/2022]
Affiliation(s)
- Evelyn Hümpfner
- Department of Inorganic and Analytical Chemistry Budapest University of Technology and Economics Műegyetem rakpart 3 H-1111 Budapest Hungary
| | - Dániel Buzsáki
- Department of Inorganic and Analytical Chemistry Budapest University of Technology and Economics Műegyetem rakpart 3 H-1111 Budapest Hungary
- MTA-BME Computation Driven Chemistry Research Group Műegyetem rakpart 3 H-1111 Budapest Hungary
| | - Zsolt Kelemen
- Department of Inorganic and Analytical Chemistry Budapest University of Technology and Economics Műegyetem rakpart 3 H-1111 Budapest Hungary
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