Nauka o receptorach Fluralaner i GABA

Fluralanerstał się jednym z najlepiej zbadanych związków izoksazoliny we współczesnej parazytologii i farmakologii weterynaryjnej. Jego niezwykła skuteczność przeciwko pasożytom zewnętrznym - kleszczom, pchłom i innym stawonogom - wynika z precyzyjnego mechanizmu molekularnego obejmującego hamujące receptory neuroprzekaźników w układzie nerwowym stawonogów. Zrozumienie, w jaki sposób fluralaner oddziałuje z receptorami GABA, otwiera okno na to, dlaczego ta cząsteczka działa tak skutecznie i dlaczego jest tak obiecująca dla dalszych badań i rozwoju komercyjnego.

Tabletka Fluralaner

1. Ogólna specyfikacja (w magazynie)
(1)Rozwiązanie
(2)Tablet
(3) Wtrysk
(4) Rozpylić
(5) Krople
2. Personalizacja:
Będziemy negocjować indywidualnie, OEM/ODM, bez marki, wyłącznie w celach naukowych.
Kod wewnętrzny:BM-2-079
Fluralaner CAS 864731-61-3
Główny rynek: USA, Australia, Brazylia, Japonia, Niemcy, Indonezja, Wielka Brytania, Nowa Zelandia, Kanada itp.

W jaki sposób Fluralaner wiąże się z receptorami GABA stawonogów?

Strukturalne podstawy wiązania selektywnego

Fluralaner to związek izoksazoliny znany ze swojej silnej zdolności wiązania się z kanałami jonowymi bramkowanymi ligandami-u bezkręgowców. Cząsteczka ma aromatyczne rusztowanie, które jest-podstawione trifluorometylem i bardzo dobrze pasuje do allosterycznego miejsca wiązania w domenie transbłonowej kanałów chlorkowych bramkowanych GABA-skorupiaków. Ta kieszeń jest fizycznie oddzielona od miejsca rozpoznawania GABA. Nazywa się je czasem miejscem wiązania TBOB (t-butylobicyklofosforotionianu) lub miejscem niekonkurencyjnego antagonisty. Oznacza to, że fluralaner nie konkuruje z GABA o to samo miejsce.

Badania elektrofizjologiczne receptorów GABA Drosophila melanogaster i Musca domowa potwierdziły, że fluralaner może osiągać stężenia hamujące w zakresie nanomolowym (wartości IC₉₀ często zgłaszane poniżej 10 nM w preparatach stawonogów), które bardzo różnią się od tego, jak słabo wiąże się z receptorami GABA-A u ssaków. Cząsteczka jest selektywna, ponieważ sekwencje podjednostek receptorowych stawonogów i kręgowców są różne, szczególnie w helisach transbłonowych M2 i M3.

Daje to molekularne wyjaśnienie, dlaczego jest on bezpieczny dla-gatunków docelowych.

Selektywność podjednostki receptora u stawonogów

Fluralaner nie działa w ten sam sposób na wszystkie podtypy receptorów GABA. Naukowcy odkryli, że najsilniejszą zdolność wiązania mają receptory z podjednostką RDL (Oporność na Dieldrin). Dzieje się tak, ponieważ podjednostka RDL jest główną podjednostką hamującą występującą u większości gatunków owadów, od kleszcza-czarnonogiego po pchłę kocią. Hydrofobowa kieszeń transbłonowa podjednostki RDL doskonale pasuje do lipofilowych łańcuchów bocznych fluralaneru, utrzymując stabilność kompleksu lek-receptor i blokując kanał na dłużej.

Fluralaner i interfejs transbłonowy-kanałów bramkowanych GABA

Architektura regionu porów kanału La Manche

Kanały chlorkowe aktywowane przez GABA są częścią nadrodziny receptorów pętli Cys-. Każdy działający receptor składa się z pięciu podjednostek zgrupowanych symetrycznie wokół centralnego poru-przewodzącego jony. Każda podjednostka ma cztery helisy w swojej domenie transbłonowej (M1 – M4). Helisa M2 z każdej podjednostki wyściela pory kanału. Miejsce wiązania niekonkurencyjnego antagonisty znajduje się w miejscu spotkania dwóch pobliskich helis M2 i M3, głęboko w warstwie transbłonowej-zwróconej w stronę lipidu. To jest dokładnie to miejscefluralanerprzykleja się do błony komórkowej.

Interakcję tę szczegółowo odwzorowano za pomocą obliczeniowych badań dokowania i testów wypierania radioligandów.

Dzięki konserwatywnym resztom leucyny i treoniny w helisie M2 pierścień izoksazolinowy fluralaneru tworzy kluczowe wiązania hydrofobowe. Jednocześnie fluorowana grupa arylowa związku wciska się w-wodoodporną przestrzeń utworzoną w miejscu, gdzie spotykają się M1 i M2. Dwa punkty kontaktu tworzą stabilny kompleks o wysokim-powinowactwie, który zatrzymuje przepływ jonów chlorkowych przez kanał.

Konsekwencje blokady transbłonowej

Przewodność chlorku znacznie spada, gdy pory transbłonowe są fizycznie zablokowane. W neuronach zdrowych stawonogów napływ chlorku bramkowanego GABA-jest główną rzeczą, która powstrzymuje neurony przed wymkniętym się spod kontroli działaniem.

Dokonuje tego poprzez uczynienie membrany bardziej naładowaną i hiperpolaryzowaną. Kontakt przezbłonowy to miejsce, w którym osadza się fluralaner, co całkowicie eliminuje ten hamulec. Rezultatem jest reakcja łańcuchowa niekontrolowanej depolaryzacji neuronów, która powoduje zaburzenia ruchu, drgawki i ostatecznie paraliż dotkniętych stawonogów. Opublikowane nagrania metodą patch-clamp z neuronów Rhipicephalus microplus wykazały, że wszystkie kanały są blokowane na poziomach podobnych do terapeutycznej ekspozycji w osoczu po przyjęciu leku doustnie lub zastosowaniu miejscowym.

Dlaczego aktywacja receptora GABA ma znaczenie dla aktywności Fluralaneru?

Rola stanu bramkowania kanałów

Na pierwszy rzut oka może to nie mieć sensu, ale aktywacja receptorów GABA wzmacnia działanie hamujące fluralaneru. Dzieje się tak dlatego, że do miejsca wiązania niekonkurencyjnego antagonisty w domenie transbłonowej łatwiej jest dotrzeć, gdy kanał zmienia kształt z kształtu spoczynkowego (zamkniętego) na kształt otwarty (odczulony). Kiedy białko jest w spoczynku, reszty hydrofobowe częściowo blokują kieszeń wiążącą, utrudniając przedostawanie się leków. Endogenne uwalnianie GABA uruchamia bramkowanie kanałów, co zmienia kształt helisy M2. To sprawia, że ​​kieszeń jest szersza i znacznie przyspiesza tempo wiązania fluralaneru.

Ten efekt „otwartego-kanału” jest dobrze-znany w dziedzinie farmakologii receptorów Cys-pętli. Oznacza to, że fluralaner działa poprzez połączenie aktywności GABA w układzie nerwowym stawonogów. Zatem aktywne synapsy stają się najlepszym miejscem do gromadzenia się leków.

Stan-Zależne hamowanie receptora GABA przez Fluralaner

Kinetyczne profilowanie interakcji lek-receptor

Hamowanie zależne od stanu ma miejsce wtedy, gdy cząsteczka silniej wiąże się z białkiem docelowym, gdy znajduje się ono w określonych stanach konformacyjnych. W przypadku fluralaneru badania z użyciem jaj Xenopus laevis wytwarzających rekombinowane podjednostki RDL stawonogów wykazały, że stany receptora otwartego i odczulonego mają znacznie wyższe stałe asocjacji niż stan spoczynku. W przeciwieństwie do tego, tempo separacji pozostaje powolne, niezależnie od kształtu kanału. Oznacza to, że cząsteczki pozostają w kieszeni transbłonowej średnio przez długi czas.

Ta dynamiczna cecha przydaje się w prawdziwym życiu. Ponieważfluralanerw zasadzie utknie w kanale otwartym lub zrelaksowanym,

powtarzające się uwalnianie GABA w połączeniach nerwowo-mięśniowych stawonogów powoduje gromadzenie się większej ilości leku w receptorze, co z czasem powoduje, że blokada staje się silniejsza. Proces ten może pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego działanie leku utrzymuje się tak długo w laboratorium-od tygodni do miesięcy zwalczania ektopasożytów już po jednej dawce.

Implikacje dla mechanizmów oporu

Zrozumienie oporu jest również pomocne dzięki wiedzy, jak działa wiązanie zależne od stanu. Mutacje punktowe w podjednostce RDL, zwłaszcza podstawienie A301S/G w helisie M2, stwierdzono w wielu populacjach Drosophila, komarów i roztoczy. Mutacje te utrudniają wiązanie fluralaneru, zakłócając geometryczną komplementarność kieszeni transbłonowej.

Stawonogi posiadające te zmiany i odporne na leki mają znacznie wyższe wartości IC₉₀. Dzieje się tak dlatego, że kompleksy lek-receptor są mniej stabilne. W przypadku długoterminowego-zarządzania lekami z grupy izoksazoliny-w dalszym ciągu ważne jest obserwowanie genów RDL w docelowych populacjach szkodników.

Od wiązania receptora GABA do dysfunkcji kanału chlorkowego

Zakłócenie neurotransmisji hamującej

Niewydolność kanału chlorkowego jest najbliższym zdarzeniem fizjologicznym, które łączy wiązanie molekularne ze szkodliwym wpływem na organizmy żywe. W zdrowych sytuacjach chlor wchodzący przez kanały bramkowane GABA- utrzymuje ujemny potencjał błonowy w neuronach skorupiaków i zakończeniach nerwów ruchowych. Równowaga jonowa zostaje przesunięta w stronę trwałej depolaryzacji błony, gdy blokada wywołana fluralanerem-zatrzymuje ten napływ. Kiedy neurony ulegają uszkodzeniu, przechodzą w stan zwany odpalaniem tonicznym, który polega na ciągłym wysyłaniu potencjałów czynnościowych bez kontroli. Zużywa to wszystkie zasoby synaptyczne i sprawia, że ​​moc silnika jest niestabilna.

Zapisy elektromiograficzne mięśni nóg kleszcza narażonych na działanie izoksazoliny w ilościach podobnych do tych występujących w organizmie wychwyciły tę zmianę w czasie rzeczywistym, pokazując, że w ciągu kilku minut od narażenia na lek mięśnie przeszły od rytmicznych impulsów motorycznych do utrzymujących się skurczów tężcowych.

Przewodnictwo chlorków i śmiertelność stawonogów

Istnieje wyraźny związek między utratą przewodnictwa chlorków a śmiercią stawonogów. Naukowcy, którzy mierzyli przepływ chlorków przez nerwy i mięśnie stawonogów, odkryli, że zmniejszenie przewodnictwa chlorków bramkowanego GABA o ponad 70% konsekwentnie powoduje niemożliwą do naprawienia niewydolność ruchową.

Standardowe dawkowanie fluralaneru skutkuje stężeniami blokującymi przewodnictwo chlorków znacznie powyżej tego poziomu u wrażliwych gatunków stawonogów. Jest to szczególnie ważne w przypadku opracowywania półproduktów leczniczych, ponieważ proces ten działa w ten sam sposób u różnych typów stawonogów, takich jak twarde kleszcze, miękkie kleszcze, pchły i wszy, mimo że te grupy mają bardzo różne genomy. Ponieważ region transbłonowy podjednostki RDL pozostaje taki sam, fluralaner może być stosowany jako rusztowanie do wielu różnych rodzajów badań i wzrostu pasożytów.

Wniosek

Dodatkowo,Fluralanerma silne działanie przeciwpasożytnicze, które wynika z blokowania kanałów chlorkowych bramkowanych GABA-w skorupiakach na wielu poziomach molekularnych. Powoduje reakcję łańcuchową nadmiernego pobudzenia neuronów, która zabija stawonogi wrażliwe w stężeniach nanomolowych, wiążąc się z powierzchnią transbłonową receptorów zawierających RDL-, wykorzystując dostępność zależną od stanu- i trwale blokując przewodnictwo chlorków. Jest bezpieczny, ponieważ wiąże się tylko z określonymi typami receptorów stawonogów, a nie z receptorami ssaków. W miarę postępu badań nad chemią izoksazoliny fluralaner będzie w dalszym ciągu stosowany w biznesie oraz jako model do projektowania nowych cząsteczek przeciwpasożytniczych.

Często zadawane pytania

Współpracuj z Bloomtechz w zakresie dostaw Premium Fluralaner

Bloomtechz ma ponad 12-letnie doświadczenie w syntezie organicznej i zakład produkcyjny o powierzchni 100 000-m-m², który posiada certyfikat GMP i spełnia standardy amerykańskiej FDA, UE, Japonii i Chin. Jako niezawodnyfluralanerjako dostawca, oferujemy półprodukty-klasy farmaceutycznej, które zostały trzykrotnie rygorystycznie sprawdzone pod kątem jakości: w zakładzie przez nasz własny zespół ds. kontroli jakości oraz przez-organ zewnętrzny. Nasza logistyka zarządzana przez ERP- gwarantuje, że czas oczekiwania jest prawidłowy, ceny są jasne, a formalności celne przebiegają bezproblemowo. Bloomtechz oferuje niezawodne dostawy po przystępnej cenie, poparte prawdziwą odpowiedzialnością, niezależnie od tego, czy potrzebujesz małych ilości dla laboratorium, czy dużych ilości dla firmy.

Skontaktuj się bezpośrednio z naszym zespołem pod adresemSales@bloomtechz.comaby omówić Twoje wymagania dotyczące zaopatrzenia.

Referencje

1. Ozoe, Y., Asahi, M., Ozoe, F., Nakahira, K. i Mita, T. (2010). Przeciwpasożytnicza izoksazolina A1443 jest silnym blokerem kanałów chlorkowych bramkowanych-ligandami owadów. Komunikaty dotyczące badań biochemicznych i biofizycznych, 391 (1), 744–749.

2. Gassel, M., Wolf, C., Noack, S., Williams, H. i Ilg, T. (2014). Nowy izoksazolinowy środek przeciw pasożytom zewnętrznym, fluralaner: selektywne hamowanie kanałów chlorkowych bramkowanych -kwasem aminomasłowym- i glutaminianem- stawonogów oraz działanie owadobójcze/roztoczobójcze. Biochemia owadów i biologia molekularna, 45, 111–124.

3. Nakao, T., Banba, S., Nomura, M. i Hirase, K. (2013). Meta-insektycydy diamidowe działające na inne miejsca receptora RDL GABA niż konwencjonalni niekonkurencyjni antagoniści. Biochemia owadów i biologia molekularna, 43 (4), 366–375.

4. Ihara, M., Buckingham, SD, Matsuda, K. i Sattelle, DB (2017). Inhibitory kanałów chlorkowych bramkowanych GABA-: sposób działania i oporność. Biochemia i fizjologia pestycydów, 137, 37–47.

5. Rufener, L., Danelli, V., Bertrand, D. i Sager, H. (2017). Nowatorski lotilaner izoksazolinowy przeciwko pasożytom zewnętrznym (Credelio™): niekonkurencyjny antagonista specyficzny dla kanałów chlorkowych bramkowanych -kwasem aminomasłowym- bezkręgowców (GABACl). Pasożyty i wektory, 10(1), 1–12.

6. Casida, JE i Durkin, Kalifornia (2015). Nowe cele pestycydów receptora GABA. Biochemia i fizjologia pestycydów, 121, 22–30.