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Borsoi AF, Silva Ramos A, Sperotto N, Abbadi BL, Souza Macchi Hopf F, da Silva Dadda A, Scheibler Rambo R, Neves Muniz M, Delgado Paz J, Silveira Grams E, Fries da Silva F, Pissinate K, Galina L, Calle González L, Silva Duarte L, Alberton Perelló M, de Matos Czeczot A, Bizarro CV, Basso LA, Machado P. Exploring Scaffold Hopping for Novel 2-(Quinolin-4-yloxy)acetamides with Enhanced Antimycobacterial Activity. ACS Med Chem Lett 2024; 15:493-500. [PMID: 38628799 PMCID: PMC11017393 DOI: 10.1021/acsmedchemlett.3c00570] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/20/2023] [Revised: 03/06/2024] [Accepted: 03/06/2024] [Indexed: 04/19/2024] Open
Abstract
Utilizing a scaffold-hopping strategy from the drug candidate telacebec, a novel series of 2-(quinolin-4-yloxy)acetamides was synthesized and evaluated as inhibitors of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) growth. These compounds demonstrated potent activity against drug-sensitive and multidrug-resistant strains (MIC ≤ 0.02 μM). Leading compounds were evaluated against a known qcrB resistant strain (T313A), and their loss in activity suggested that the cytochrome bc1 complex is the likely target. Additionally, these structures showed high selectivity regarding mammalian cells (selectivity index > 500) and stability across different aqueous media. Furthermore, some of the synthesized quinolines demonstrated aqueous solubility values that exceeded those of telacebec, while maintaining low rates of metabolism. Finally, a selected compound prevented Mtb growth by more than 1.7 log10 colony forming units in a macrophage model of tuberculosis (TB) infection. These findings validate the proposed design and introduce new 2-(quinolin-4-yloxy)acetamides with potential for development in TB drug discovery campaigns.
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Affiliation(s)
- Ana Flávia Borsoi
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Medicina e Ciências
da Saúde, Pontifícia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio
Grande do Sul, Brazil
| | - Alessandro Silva Ramos
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Nathalia Sperotto
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Bruno Lopes Abbadi
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Fernanda Souza Macchi Hopf
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Adilio da Silva Dadda
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Raoní Scheibler Rambo
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Mauro Neves Muniz
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Josiane Delgado Paz
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Estevão Silveira Grams
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Fernanda Fries da Silva
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Kenia Pissinate
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Luiza Galina
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Laura Calle González
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Lovaine Silva Duarte
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Marcia Alberton Perelló
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Alexia de Matos Czeczot
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Cristiano Valim Bizarro
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Luiz Augusto Basso
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Medicina e Ciências
da Saúde, Pontifícia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio
Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Pablo Machado
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de
Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto
Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Medicina e Ciências
da Saúde, Pontifícia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio
Grande do Sul, Brazil
- Programa
de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, 90616-900 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
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Paz JD, Denise de Moura Sperotto N, Ramos AS, Pissinate K, da Silva Rodrigues Junior V, Abbadi BL, Borsoi AF, Rambo RS, Corso Minotto AC, da Silva Dadda A, Galina L, Macchi Hopf FS, Muniz MN, Borges Martinelli LK, Roth CD, Madeira Silva RB, Perelló MA, de Matos Czeczot A, Neves CE, Duarte LS, Leyser M, Dias de Oliveira S, Bizarro CV, Machado P, Basso LA. Novel 4-aminoquinolines: Synthesis, inhibition of the Mycobacterium tuberculosis enoyl-acyl carrier protein reductase, antitubercular activity, SAR, and preclinical evaluation. Eur J Med Chem 2022; 245:114908. [DOI: 10.1016/j.ejmech.2022.114908] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/23/2022] [Revised: 10/25/2022] [Accepted: 11/03/2022] [Indexed: 11/19/2022]
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Duarte LS, Matte CR, Dall Cortivo PR, Nunes JES, Barsé LQ, Bizarro CV, Ayub MAZ. Expression of Bacillus amyloliquefaciens transglutaminase in recombinant E. coli under the control of a bicistronic plasmid system in DO-stat fed-batch bioreactor cultivations. Braz J Microbiol 2021; 52:1225-1233. [PMID: 34008152 DOI: 10.1007/s42770-021-00521-3] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/10/2020] [Accepted: 05/04/2021] [Indexed: 11/29/2022] Open
Abstract
We studied the expression of Bacillus amyloliquefaciens transglutaminase cloned in Escherichia coli BL21(DE3)pLysS harboring the plasmid pBAD/3C/bTGase, a bicistronic expression system, in bioreactor cultivation. Batch and fed-batch controlled as DO-stat strategies were employed for the production of the recombinant enzyme. In 30 h-batch cultivations using Terrific broth (TB), 6 g/L of biomass and 3.12 U/mgprotein of transglutaminase activity were obtained. DO-stat fed-batch cultivations under the control of oxygen concentration (DO-stat) using TB as medium but fed with glucose allowed the increment in biomass formation (17.5 g/L) and enzyme activity (6.43 U/mgprotein). DO-stat fed-batch using mineral medium (M9) and fed with glucose under the same conditions produced even higher enzymatic activity (9.14 U/mgprotein). The pH effect was investigated, and the best enzymatic activity could be observed at pH 8. In all cultivations, the bicistronic system remained stable, with 100% of plasmid-bearing cells. These results show that E. coli bearing bicistronic plasmid constructs to express recombinant TGase could be cultivated in bioreactors under DO-stat fed-batch using mineral medium and it is a promising strategy in future optimizations to produce this important enzyme.
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Affiliation(s)
- Lovaine Silva Duarte
- Biotechnology, Bioprocess, and Biocatalysis Group, Food Science and Technology Institute, Federal University of Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9500, PO Box 15090, Porto Alegre, RS, ZC 91501-970, Brazil
| | - Carla Roberta Matte
- Biotechnology, Bioprocess, and Biocatalysis Group, Food Science and Technology Institute, Federal University of Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9500, PO Box 15090, Porto Alegre, RS, ZC 91501-970, Brazil
| | - Paulo Roberto Dall Cortivo
- Biotechnology, Bioprocess, and Biocatalysis Group, Food Science and Technology Institute, Federal University of Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9500, PO Box 15090, Porto Alegre, RS, ZC 91501-970, Brazil
| | - José Eduardo Sacconi Nunes
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular E Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), 92A TECNOPUC Building, 4592 Av. Bento Gonçalves, Porto Alegre, ZC 90650-001, Brazil
| | - Laisa Quadros Barsé
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular E Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), 92A TECNOPUC Building, 4592 Av. Bento Gonçalves, Porto Alegre, ZC 90650-001, Brazil
| | - Cristiano Valim Bizarro
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular E Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), 92A TECNOPUC Building, 4592 Av. Bento Gonçalves, Porto Alegre, ZC 90650-001, Brazil
| | - Marco Antônio Záchia Ayub
- Biotechnology, Bioprocess, and Biocatalysis Group, Food Science and Technology Institute, Federal University of Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9500, PO Box 15090, Porto Alegre, RS, ZC 91501-970, Brazil.
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Rodrigues D, Duarte LS, Moreira GRP. Performance consequences of food mixing in two passion vine leaf-footed bugs, Holymenia clavigera (Herbst, 1784) and Anisoscelis foliacea marginella (Dallas, 1852) (Hemiptera; Coreidae). BRAZ J BIOL 2007; 67:91-9. [PMID: 17505754 DOI: 10.1590/s1519-69842007000100012] [Citation(s) in RCA: 6] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/27/2005] [Accepted: 02/28/2007] [Indexed: 11/22/2022] Open
Abstract
Holymenia clavigera (Herbst) and Anisoscelis foliacea marginella (Dallas) (Hemiptera: Coreidae: Anisoscelini) are distributed in southern Brazil and use various passion vine species (Passifloraceae) as host-plants. Preliminary observations indicate a high coexistence of these species in terms of host-plant use; in addition, there is a strong similarity regarding egg and nymph morphology. In this study, the most suitable feeding sites for nymph performance on wild (Passiflora suberosa Linnaeus and Passiflora misera Humbold, Bonpland et Kunth) and cultivated (Passiflora edulis Sims) hosts were determined by rearing them on each host and on the combination of hosts. Performance was determined by evaluating nymph development and survivorship, and adult size at emergence. Plant parts used were also recorded. For both species, P. suberosa was the most suitable host plant. First instar nymphs of both species fed on terminal buds more frequently when compared to other plant parts. Second instar nymphs switched to green fruits, whose behavior was more pronounced for H. clavigera. Thus, H. clavigera and A. foliacea marginella immatures are extremely similar in terms of host-plant use and consequences for performance, in addition to their morphological similarity. We suggest that these coreids may have evolved through several processes, including parsimony between the immature stages after speciation, evolutionary convergence, mimicry or genetic drift.
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Affiliation(s)
- D Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, Departamento de Zoologia, Instituto de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS, CEP 91501-970, Porto Alegre, RS, Brazil.
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