Covalent Inhibition as a Method to Counteract Botulinum Intoxication

共价抑制作为对抗肉毒杆菌中毒的方法

基本信息

  • 批准号:
    10408004
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-06-02 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Botulinum neurotoxin serotype A (BoNT/A), which causes the disease botulism, is the most potent toxin known to man. BoNTs are most commonly encountered as BotoxTM, the increasing use of which has made iatrogenic botulism a major concern. BoNTs are one of only six pathogens designated by the CDC as a category A bioterrorism agent due to its toxicity and ease of production. Furthermore, the spread of botulism among heroin users is a growing concern. Despite the potential threat and the severity of the disease, there is no therapeutic available for rescuing the neuronal intoxication that causes botulism. At best, the progression of the disease is mitigated by treatment with a heptavalent antitoxin, which still requires months of hospitalization. Our long-term goal is to develop a clinically viable therapeutic capable of reversing the effects of botulinum neurotoxin, in addition to arresting progress. As BoNT intoxication is a solitary event, we posit that an irreversible covalent inhibitor capable of entering muscle neurons could permanently compromise its catalytic machinery, providing a solution to the discrepancy between the lifetime of a small molecule in neurons and the persistence of the neurotoxin. In contrast to the numerous reports of irreversible inhibitors of serine/cysteine proteases, irreversible inhibition of metalloproteinases is rare, a result of differences in catalytic mechanisms. As such we have devised a strategy wherein a covalent warhead that targets an allosteric reactive residue is tethered to a potent active site inhibitor, thus creating a “bifunctional” inhibitor. This in essence skirts enzyme mechanistic issues and now allows covalent targeting of the BoNT/LC. Based on promising preliminary data, we propose four specific aims that will lead to the identification of potent, reactive, and selective molecules. 1) Using docking and structure activity relationship (SAR) data we will adapt previously identified reversible inhibitors of BoNT/A light chain to the bifunctional covalent strategy. 2) We will screen covalent fragments in the presence of reversible inhibitors to select for warheads that tolerate the presence of the reversible inhibitor scaffold, and to account for active site conformational changes induced by the reversible inhibitor. 3) We will obtain and analyze crystallographic, cell and pharmacokinetic data to iteratively improve our inhibitors, prioritizing potency, selectivity, and safety in order to maximize the chance for success during in vivo studies. 4) Finally, by testing our compounds in the FDA gold standard mouse lethality model, we will assess the efficacy of our developed compounds and their suitability for pre-clinical and clinical studies.
项目概要/摘要 肉毒杆菌神经毒素血清型 A (BoNT/A) 会导致肉毒杆菌中毒,是已知最有效的毒素 对男人。 BoNT 最常见的是 BotoxTM,其使用的增加已导致医源性 肉毒杆菌中毒是一个主要问题。 BoNT 是 CDC 指定为 A 类的仅有的六种病原体之一 生物恐怖剂由于其毒性和易于生产。此外,肉毒杆菌中毒在海洛因中的传播 用户日益关注。 尽管存在潜在的威胁和疾病的严重性,但目前还没有可用于挽救的治疗方法 导致肉毒杆菌中毒的神经元中毒。最好的情况是,通过治疗可以减缓疾病的进展 使用七价抗毒素,仍需要住院数月。我们的长期目标是发展 临床上可行的治疗方法,除了阻止肉毒杆菌神经毒素的作用外,还能够逆转肉毒杆菌神经毒素的作用 进步。由于 BoNT 中毒是一个孤立的事件,我们假设一种不可逆的共价抑制剂能够 进入肌肉神经元可能会永久损害其催化机制,从而提供了解决方案 神经元中小分子的寿命与神经毒素的持久性之间的差异。相比之下 对于丝氨酸/半胱氨酸蛋白酶不可逆抑制剂的大量报道,不可逆抑制 由于催化机制的差异,金属蛋白酶很少见。因此我们制定了一个策略 其中靶向变构反应残基的共价弹头与有效的活性位点抑制剂相连, 从而创造出一种“双功能”抑制剂。这本质上回避了酶机制问题,现在允许共价 BoNT/LC 的靶向。 基于有希望的初步数据,我们提出了四个具体目标,这些目标将导致确定 有效的、反应性的和选择性的分子。 1) 使用对接和结构活动关系(SAR)数据,我们将 使先前确定的 BoNT/A 轻链可逆抑制剂适应双功能共价策略。 2)我们 将在可逆抑制剂存在的情况下筛选共价片段,以选择能够耐受的弹头 可逆抑制剂支架的存在,并解释由以下因素引起的活性位点构象变化 可逆抑制剂。 3)我们将获取并分析晶体学、细胞和药代动力学数据,以迭代 改进我们的抑制剂,优先考虑效力、选择性和安全性,以最大限度地提高成功机会 在体内研究期间。 4) 最后,通过在 FDA 金标准小鼠致死模型中测试我们的化合物,我们 将评估我们开发的化合物的功效及其对临床前和临床研究的适用性。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Kim Janda其他文献

Kim Janda的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Kim Janda', 18)}}的其他基金

An Enzyme-Based Antidote for Acute Nicotine Toxicity
一种基于酶的急性尼古丁中毒解毒剂
  • 批准号:
    10790758
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Discovering modulators of exonucleases PLD3 and PLD4 for immunoregulation
发现用于免疫调节的核酸外切酶 PLD3 和 PLD4 调节剂
  • 批准号:
    10620110
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Discovering modulators of exonucleases PLD3 and PLD4 for immunoregulation
发现用于免疫调节的核酸外切酶 PLD3 和 PLD4 调节剂
  • 批准号:
    10353980
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
High-Throughput Screen for the Oncoprotein MYC
癌蛋白 MYC 的高通量筛选
  • 批准号:
    10276232
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
High-Throughput Screen for the Oncoprotein MYC
癌蛋白 MYC 的高通量筛选
  • 批准号:
    10657663
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
High-Throughput Screen for the Oncoprotein MYC
癌蛋白 MYC 的高通量筛选
  • 批准号:
    10436377
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Covalent Inhibition as a Method to Counteract Botulinum Intoxication
共价抑制作为对抗肉毒杆菌中毒的方法
  • 批准号:
    10177867
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Covalent Inhibition as a Method to Counteract Botulinum Intoxication
共价抑制作为对抗肉毒杆菌中毒的方法
  • 批准号:
    10034607
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Covalent Inhibition as a Method to Counteract Botulinum Intoxication
共价抑制作为对抗肉毒杆菌中毒的方法
  • 批准号:
    10624958
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
"PRODUCTION AND DISTRIBUTION OF INVESTIGATIONAL GHRELIN VACCINES-- GHRELIN VACCINES AGAINST RAT HORMONE". TASK ORDER 5. 09/21/2019-12/31/2020.
“研究性生长素释放肽疫苗的生产和分销——针对大鼠激素的生长素释放肽疫苗”。
  • 批准号:
    10037792
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:

相似海外基金

Spatiotemporal dynamics of acetylcholine activity in adaptive behaviors and response patterns
适应性行为和反应模式中乙酰胆碱活性的时空动态
  • 批准号:
    24K10485
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Structural studies into human muscle nicotinic acetylcholine receptors
人体肌肉烟碱乙酰胆碱受体的结构研究
  • 批准号:
    MR/Y012623/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
    Research Grant
CRCNS: Acetylcholine and state-dependent neural network reorganization
CRCNS:乙酰胆碱和状态依赖的神经网络重组
  • 批准号:
    10830050
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Study on biological significance of acetylcholine and the content in food resources
乙酰胆碱的生物学意义及其在食物资源中的含量研究
  • 批准号:
    23K05090
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
alpha7 nicotinic acetylcholine receptor allosteric modulation and native structure
α7烟碱乙酰胆碱受体变构调节和天然结构
  • 批准号:
    10678472
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Diurnal Variation in Acetylcholine Modulation of Dopamine Dynamics Following Chronic Cocaine Intake
慢性可卡因摄入后乙酰胆碱对多巴胺动力学调节的昼夜变化
  • 批准号:
    10679573
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Differential Nicotinic Acetylcholine Receptor Modulation of Striatal Dopamine Release as a Mechanism Underlying Individual Differences in Drug Acquisition Rates
纹状体多巴胺释放的烟碱乙酰胆碱受体差异调节是药物获取率个体差异的机制
  • 批准号:
    10553611
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Striatal Regulation of Cortical Acetylcholine Release
纹状体对皮质乙酰胆碱释放的调节
  • 批准号:
    10549320
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Structural basis of nicotinic acetylcholine receptor gating and toxin inhibition
烟碱乙酰胆碱受体门控和毒素抑制的结构基础
  • 批准号:
    10848770
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
Mechanisms of nicotinic acetylcholine receptor modulation of cocaine reward
烟碱乙酰胆碱受体调节可卡因奖赏的机制
  • 批准号:
    10672207
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 63.46万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了