Durch eine Analyse der Fit-Werte können die Hits weiter eingeschränkt werden, wie ein Vergleich der Fit-Werte mit der Aktivität anhand einiger Beispiele zeigte:

Eine Einschränkung auf Hits mit einem Fit größer als 4 reduziert die Anzahl auf 8323.

Pharmakophormodelling zur Voraussage von Pharmakophormodelling zur Voraussage von möglichenmöglichen unerwünschten Arzneimittelwirkungenunerwünschten Arzneimittelwirkungen am am Beispiel des hERGBeispiel des hERG--KanalsKanals

Daniela Niederreiter, Thierry LangerAbteilung Pharmazeutische Chemie, Institut für Pharmazie, Universität Innsbruck,Innrain 52a, A-6020 Innsbruck, Austria

EINLEITUNG

Immer wieder müssen Arzneistoffe aufgrund von unerwünschten Wirkungen, die erst nach der Zulassung beobachtet werden, vom Markt genommen werden.

Ein häufig auftretendes Problem in diesem Zusammenhang stellt die Verlängerung des QT-Intervalls im EKG (Torsade de Pointes) dar, die zu Herzrhythmusstörungen führen kann [1]. So wurde beispielsweise Astemizol 1997 aufgrund dieser Nebenwirkung zurückgezogen.

Eine Verlängerung des QT-Intervalls entsteht bei einer Blockade des human Ether-a-go-go Related Gene (hERG) - K+ - Kanals durch Interaktion des Arzneistoffes mit der S6-Domäne [2]. Dabei interagiert der Wirkstoff mit auf der Innenseite des offenen Kanals positionierten Aminosäureresten. Durch diese Interaktionen ist eine Repositionierung der Aminosäurereste gegenüber des Ionenkanalzentrums erschwert, was das Schließen des Kanals behindert [3].

ERGEBNISSE: Pharmakophormodelle

Zur ersten Auffindung potentieller Hemmer des hERG-Kanals eignet sich am besten ein kombiniertes Pharmakophormodell aus zwei Shapes und einem 3-feature-Modell aus 2 hydrophoben und einer positiv ionisierbaren Funktion:

Literatur[1] Paakkari I., Cardiotoxicity of new antihistamines and cisapride, Toxicol Lett 2002 Feb 28; 1237(1-3):279-84[2] Jose A. Sánchez-Chapula et al, Molecular Determinants of Voltage-dependent Human Ether-a-Go-Go Related Gene (HERG) K+ Channel Block, J.Biol Chem. 227, pp23587-23595, 2002[3] Jun Chen et al, Position of aromatic residues in the S6 domain, not inactivation, dictates cisapride sinsivity of HERG and eag potassium channels, PNAS, September 17, 2002, vol.99, no.19, 12461-12466 [4] Catalyst Version 4.7, März 2002[5] Derwent World Drug Index, Version 96, Derwent Ltd., London, UK

METHODEN

Das Softwarepaket CATALYST [4] wurde herangezogen für:• Generation von Strukturmodellen der Moleküle der Trainingssätze• Konformationsanalyse (Monte Carlo)• Generierung (HipHop und HypoGen) und Validierung von Pharmakophormodellen• 3D-Datenbanksuche (Derwent WDI [5]

1BL8, der Kalium-Kanal KcsA aus Streptomyces lividans und verwandt zum hERG-Kanal, als Veranschaulichung der 3D-Struktur eines Kalium-Kanals (Quelle: PDB)

csab3230@uibk.ac.at

ZIELSETZUNG

In der vorliegenden Studie wurde nun versucht,Pharmakophormodelle als Voraussage-werkzeuge für eine mögliche hERG-Blockade durch Arzneistoffe zu erstellen.

AktivitätseinschätzungTRAININGSSATZ:

ON N

NN

F

0,0009

Aktivität [µm]

F

O N

OCH3

NH

O

OCH3

NH2

Cl0,0065

N

CH3

N

O

NS

CH3

O

O

0,0077

NNH

N

N

Cl

F

O

0,014oder

und und

WDI: 10312 Hits

F

N

N

NHO

F

0,018

Cl

NO

F

OH 0,0281

Astemizol im Aktivitätsmodell

F

ON

N NH

O

0,0332

N

S

S

N

0,0357

O

O

N

N

O

O0,143

NNHN

NNH

Cl

O O

0,162

Es wurde einen Filter entwickelt, der in der Lage ist, aus 73 Testverbindungen über 80% korrekt zuzuordnen.Eine quanitative Aussage über die Affinität von Liganden zum hERG-Kanal gelingt unter Verwendung des Aktivitätsmodells mit 85%iger Signifikanz.

N

N

N

N

N

F

O

0,35

N

Cl

O O

0,173

NN

NH

O N

3,73

NH

7,8

N

10

S

NO

O ON

O

17,3

N

NHN

N

O

SN

NH

OO

O

100