COOH - Dipartimento di Farmacia

Sistema Renina-Angiotensina
Sistema umorale di regolazione della pressione
arteriosa. Sistema tensine
chinine
Adrenalina
Mid.Surrene
Aldosterone
RENE
+ Na+ - K+
+ P.A.
-
α
β
Angiotensinogeno
(α-globulina)
Bradichinina
(Callidina)
Callidina)
e
zion
lata
odi
vas
Innervazione
adrenergica
PLASMA
Cort.Surrene
- Na+ + K+
Renina
Angiotensina I
ACE
Angiotensina II
Angiotensina III
VASI
e
izion
costr
vaso
Frammenti
2
1
Interferenza con renina - angiotensina
452 aa, 58000-61000 Da;
abbondante nel plasma,
continuamente sintetizzato
e secreto dal fegato
α2
Inibitori renina
Inibitori liberaz.
liberaz. renina
Renina (aspartilaspartil-proteasi)
proteasi)
AspAsp-ArgArg-ValVal-TyrTyr-IleIle-HisHis-ProPro-PhePhe-HisHis-Leu
ACE (Zn
(Zn proteasi)
ACE inibitori
AspAsp-ArgArg-ValVal-TyrTyr-IleIle-HisHis-ProPro-Phe
Sforzo ((-)
Flusso NaCl attraverso
macula densa ((-)
Attivazione rec.
rec. β1 (+)
Antagonisti
angiotensina 3II
Somatostatina (-)
Angiotensina II ((-)
Ormoni paratiroidei (+)
Glucagone (+)
2
Interferenza con la renina
β
R
COOH
H2N
F
H2N
OH
Statina
F
NH2
H2N
COOH
OH
O
Difluorostatone
Diamminoalcoli
5
ACE (Angiotensin Converting Enzyme)
• Zinco-proteasi – “Chininasi II”
• Dipeptidil-carbossipeptidasi non specifica; richiede come substrato solo
una sequenza tripetidica. La sola caratteristica necessaria per l’azione
dell’ACE è che il penultimo amminoacido non deve essere Pro
• Catalizza l’inattivazione
inattivazione per idrolisi della bradichinina,
bradichinina potente
vasodilatatore, a peptidi inattivi.
Meccanismo di idrolisi catalizzata da Zn-proteasi
P1
N
H
H
N
O
2+
Zn
O
H
O
O
P1'
H
O
Glu
P1
O
H
N
N
H -O O
P1'
2+ H
Zn
O H
O
Glu
P1
N
H
O
OH
H2N
O
P1'
2+
Zn
O
O
Glu
6
3
Inibitori di metallo proteasi:
elementi strutturali più comuni
O
SH
O
P
O
OH
OH
O
N
H
N
OH
O
H
7
ACE inibitori
NH2
EtOOC
HS
N
COOH
O
Captopril (Acepress,
Acepress, Capoten)
Capoten)
EtOOC
HOOC
N
N
H
Enalapril (Enapren,
Enapren, Naprilene)
Naprilene)
EtOOC
N
H
N
COOH
O
Ramipril (Quark, Triatec,
Triatec, Unipril)
EtOOC
N
N
H
COOH
Cilazapril (Inibace, Initiss)
Initiss)
COOH
O
Lisinopril (Alapril,
Alapril, Zestril)
Zestril)
EtOOC
N
N
H
N
H
COOH
O
Perindopril (Procaptan)
N
N
H
Quinapril (Acequin, Quinazil)
Quinazil)
N
N
P
O
O
COOH
Benazepril (Cibacen, Zinadril)
Zinadril)
COOH
O
EtOOC
N
O
N
N
H
COOH
O
O
O
O O
COOH
8
Fosinopril (Eliten, Fosipress)
Fosipress)
4
Modelli di interazione enzima substrato
Carbossipeptidasi A
ACE
Carbossipeptidasi A pancreatica, simile all’
all’ACE, è
un’
un’esopeptidasi contenente zinco
9
ACE-inibitori contenenti gruppi –SH
(captopril)
OH
N
O
COOH
O
Succinil-L-Pro
Acido D-2benzilsuccinico
Effetti collaterali: eritemi della pelle, disturbi del gusto
OH
CH3
HS
N
O
O
COOH
D-2-Metilsuccinil-L-Pro
CH3
N
O
HS
COOH
3-Mercaptopropionil-L-Pro
(IC50 = 200 nM)
N
O
COOH
Captopril
(IC50 = 1.7 nM) 10
5
ACE-inibitori contenenti gruppi –COOH
(enalapril)
(Ki = 0.2 nM)
11
ACE-inibitori contenenti gruppi –PO2(fosinopril)
Bioattivato dalla
parete intestinale e
dal fegato
Fosinoprilato
Fosinopril
Captopril < Fosinoprilato < Enalaprilato
12
Tasca idrofobica
6
Relazioni struttura-attività ACE-inibitori
Gruppi leganti lo Zn2+
(CH2)n
Gruppi
leganti
Zn2+
O
COOH
N-anello
HS
N
H
B
X
A
OH
P
O
C
• L’anello azotato deve contenere un COOH per mimare il C-terminale del substrato
dell’ACE
• Anelli eterociclici idrofobici di grandi dimensioni sull’anello azotato incrementano la
potenza e modificano i parametri farnmacocinetici
• Gruppi come A, B, C trovano impiego come leganti per lo zinco
• Gruppi –SH mostrano migliori legami per lo Zn (il fenile nei carbossilati e la catena
laterale nei derivati fosfinici compensano l’azione dei gruppi SH)
• Composti contenenti gruppi SH producono alta incidenza di esantemi della pelle e
disturbi del gusto
• Composti contenenti gruppi SH possono formare disolfuri che abbreviano la durata
13
d’azione
Relazioni struttura-attività ACE-inibitori
Gruppi leganti lo Zn2+
(CH2)n
Gruppi
leganti
Zn2+
O
COOH
N-anello
HS
X
A
N
H
B
OH
P
O
C
• Sia i carbossilati che i fosfinati, legandosi allo Zn, mimano lo stato di transizione
dell’idrolisi dei peptidi
• L’esterificazione dei carbossilati o dei fosfinati produce profarmaci biodisponibili per
os
• X di norma è un Me. Per mimare la catena laterale dell’Ala. Nella serie dei
carbossilati, quando X = n-butilammina (catena laterale della Lys) si ottiene un
composto attivo per os senza essere un prfarmaco
• L’attività ottimale si raggiunge quando la stereochimica degli inibitori è compatibile
con quella degli L-aa
14
7
ACE inibitori
Usi terapeutici
Effetti collaterali
Ipertensione
Insufficienza cardiaca congestizia
(CHF)
Disfunzione o ipertrofia ventricolare
Infarto miocardico acuto
Nefropatie da diabete
Ipotensione, iperkaliemia, tosse,
esantemi, disturbi del gusto, mal di
testa, vertigini, affaticamento, nausea,
vomito, diarrea, insufficienza renale
acuta, neutropenia, proteinuria,
angioedema
Associazioni
ACEACE-inibitori/diuretici:
inibitori/diuretici: idroclortiazide associata a benazepril, captopril,
enalapril, lisinopril
ACEACE-inibitori/calcio
inibitori/calcio--bloccanti: benazepril/amlodipina;
enalapril/felodipina; enalapril/diltiazem
15
Analoghi di angiotensina II
Angiotensina II (8 a.a.)
Tyr,
Tyr, Pro e Phe sono importanti per l’
l’attività
attività pressoria
16
8
Antagonisti del recettore dell’angiotensina II
Sono composti di natura non peptidica, che bloccano i recettori ATAT-1.
Antipertensivi a lunga durata d’
d’azione. Rispetto agli ACE inibitori non
provocano tosse, ma sono privi degli effetti cardio e nefroprotettivi.
HN
N
Cl
OH
N
HN
N
N
N
N
N
HO
N
O
O
N
N
Valsartan (Tareg)
Irbesartan (Aprovel, Karvea)
N
O
N
N
N
Losartan (Lortaan,Cozaar)
N
HN
O
N
N
HN
N
N
N
RO C
S
N
N
N
COOH
N
O
Candesartan R=H
Candesartan Cilexetil
R= cicloesilcarbossietile (Ratacand,
Blopress)(prodrug meglio assorbito)
HO
N
O
COOH
17
Eprosartan (Tevetenz)
Telmisartan (Micardis)
Sviluppo del losartan
Cl
N
S-8308
O
O
N
(IC50 = 15 µM)
NO2
N
O
O
H
N
H3N
O
H
N
N
H
O
O
NH
H2N
NH2
O
N
H
H
N
O
H
N
N
O
O
HN
N
N
O
Cl
OH
O
HN N
N
N
OH
Angiotensina II
Losartan
(IC50 = 0.019 µM)
9
Metabolismo del losartan
N
N
Cl
N
OH
CYP2C9
OH
O
CYP3A4
HN N
N
N
Cl
N
HN N
N
N
Losartan
EXPEXP-3174
Antagonista non competitivo
del rec. AT1, 10-40 volte più
potente del losartan
Struttura generale analoghi
N
N
R
Gruppo acido
-COOH
HN N
N
N
pKa
HOOC
6
pKa = 33-4
(90 % ionizzato a
pH fisiologico)
10
Analoghi del losartan
21
Antagonisti del recettore dell’angiotensina II
Applicazioni terpeutiche
Trattamento dell’ipertensione, da
soli o in associazione
Usi non approvati: insufficienza
cardiaca, nefropatie diabetica
Associazioni
Losartan/idroclortiazide
Effetti collaterali
Irbesartan/idroclortiazide
Mal di testa, vertigini, affaticamento,
ipotensione, ipokaliemia, disturbi
gastrointestinali, infezioni del tratto
respiratorio superiore, mialgie, ecc.
22
11
Ormoni del timo
Il timo è una ghiandola appartenente al sistema immunitario, situata nella
nella parte
superiore del torace dietro lo sterno. Formato da due lobi che si
si uniscono davanti
alla trachea. Si atrofizza nell’
nell’età
età adulta.
Funzione: trasforma i linfociti in linfociti T che svolgono un ruolo
ruolo importante nelle
difese dell’
dell’organismo contro virus e microrganismi infettivi
Attività
Timocita
Attività: inducono la differenziazione Protimocita
Uso:
Uso: nella cura delle immunodeficienze primitive (aplasia timica congenita – deficit di
cellule T) e secondarie con compromissione della immunità
immunità cellulocellulo-mediata (malattie
da virus: herpes simplex, varicella, epatite cronica attiva; tumori:
tumori: melanoma,
23
linfogranuloma maligno (Morbo di Hodgkin).
Estratti timici
Complesso di polipeptidi estratti da timo bovino.
Stimola e regola la risposta immunitaria cellulocellulo-mediata,
mediata, inducendo
maturazione e immunocompetenza dei linfociti T.
Usi: come Timopoietina e Timopentina
Complesso di polipeptidi, ottenuti da lisato parziale acido di Timo di
vitello.
Attività
Attività immunomodulatrice e mielomodulatrice, azione radioprotettiva,
radioprotettiva,
protegge il midollo osseo dal danno da radiazioni conservandone la
funzionalità
funzionalità (leucopoiesi, eritropoiesi).
eritropoiesi).
Usi: Leucopenie primarie e secondarie a uso di farmaci, processi
patologici, irradiazione. Stimolazione della risposta immunitaria
immunitaria in soggetti
anziani, immunodepressi,
immunodepressi, in malattie infettive.
24
12
Farmaci immunomodulatori
S
O
N
N
O
H
COOH
Immunostimolante,
Immunostimolante, utile nella immunodeficienza cellulocellulo-mediata.
mediata.
Attiva i linfocici T tramite ILIL-2 e i macrofagi per chemiotassi.
Fattori solubili, liberati dai macrofagi,
macrofagi, attivano le cellule T, inducendole
a secernere una serie di altri fattori solubili (linfochine
), che stimolano
(linfochine),
tipi linfocitari diversi.
25
Farmaci immunosoppressori
CicloCiclo-endecapeptide estratto da un microrganismo.
Prevalenza di amminoacidi N-metilati (pochi legami idrogeno)
SarSar-(Me)Leu
(Me)Leu--ValVal-(Me)Leu
(Me)Leu--AlaAla-D-AlaAla-(Me)Leu(Me)Leu-(Me)Leu(Me)Leu-(Me)Val
(Me)Val--MAHMOAMAHMOA-ABA
CH3
CH3
H
HO
CH3
C
C
CH
H
H 2N
CH
COOH
ABA Ac.
Ac. 22-amminoammino-butanoico
CH2
CH
CH2
CH3
CH
HN
COOH
MAHMOA Ac.2
Ac.2--metilamminometilammino-3idrossiidrossi-4-metilmetil-6-E-ottenoico
Ciclosporina
Attività
Attività immunosoppressiva:
immunosoppressiva: inibisce l’
l’immunità
immunità cellulo mediata (per blocco delle
interleuchine,
interleuchine, senza influenzare eritropoiesi e fagocitosi.
Usi: Antirigetto nei trapianti d’
d’organo e di midollo osseo.
osseo. Utile anche nella GVHD
26
(Guest Versus Host Disease) (malattia dovuta al rigetto da parte dell’
dell’organo
trapiantato verso l’
l’ospite).
13
Farmaci immunosoppressori
!"# $%
Struttura azamacrolidica,
azamacrolidica, è stato isolato
HO
da Streptomices tsukubaensis.
tsukubaensis.
Inibisce entrambi i tipi di risposta
CH3O
OH
immunitaria, cellulare e umorale; come la
ciclosporina si lega alle immunofiline.
O
Attività
Attività simile alla ciclosporina, ma più
più
O
O
N
O
potente e con minori effetti collaterali.
O
Farmaco immunosoppressore usato
OH
O
come antirigetto nel trapianto di organi.
Potenzialmente utile in malattie
CH3 O
autoimmuni (sclerosi multipla, psoriasi,
OCH 3
artrite reumatoide, etc.).
27
Farmaci immunosoppressori
OH
!"# $%
H
Simile a tacrolimus.
tacrolimus.
H
AzaAza-macrolide (C24NO)
N
O
C H3
O
OH
O
H
O
OCH3
H
C H3
O
O
C H3
C H3
C H3 O
C H3
OH
O
C H3 O
C H3
C H3
28
14
Farmaci immunosoppressori
&%
'! $%
N
H
H
O
OH
N
N
N
H
H
H
H
N
O
N
N
H
H
H
Si usa la forma racemica
Farmaco immunosoppressore,
immunosoppressore, derivato sintetico della SPERGUALINA
(antibiotico antitumorale prodotto da Bacillus lateosporus).
lateosporus).
Inibisce entrambe le risposte immunitarie, cellulare ed umorale.
Usato nella terapia antirigetto nei trapianti d’
d’organo.
Utile anche nelle malattie autoimmuni (SM; LES; DM; Artrite reumatoide,
etc.).
29
Fattori di rilascio (reline, liberine)
dell’ormone della crescita
&(!() !() (!()
Somatoliberina umana: 44 amminoacidi
E’ stata isolata dal pancreas (isole di Langherans)
Langherans)
Cura del nanismo (stesso uso del GH)
Analogo di GHRH (sequenza 1); gruppo carbossilico
1-29) (Geref
(Geref);
terminale sotto forma di ammide Diagnostico della funzione ipofisaria
ipofisaria
nel nanismo.
30
15
Fattori inibitori del rilascio (statine)
dell’ormone della crescita
&(! *
Molto instabile, ha una emivita di 4 minuti.
Inibisce la liberazione dell’
dell’ormone della crescita (GH,STH) e la produzione di altri
ormoni (Gastrina
(Gastrina,, Secretina, Insulina, Glucagone, ColecistochininaColecistochinina-pancreozimina),
essendo presente anche nello stomaco, nell’
nell’intestino e nel pancreas.
pancreas.
In seguito a tali inibizioni riduce la motilità
motilità intestinale, il flusso ematico splancnico e
le secrezioni esterne gastrica e pancreatica.
Uso: come acetato per infusione endovena (flebo) nelle emorragie gastrointestinali,
nella chetoacidosi diabetica, negli interventi chirurgici sul pancreas, nella
31
radiodiagnostica dell’
dell’apparato digerente.
Fattori inibitori del rilascio (statine)
dell’ormone della crescita
"
Analogo di GHRIF, sequenza parziale (Sandostatina,
Sandostatina, Samilstin)
Uso: antiulcera, emostasi gastrica, terapia di tumori endocrini, antimotilità
antimotilità intestinale,
acromegalia (come preventivo).
32
16
Analogie strutturali tra alcuni ormoni ipofisari
Le strutture primarie (sequenze di amminoacidi) di TSHa FSHa e LHa
sono identiche (96 a.a.). Le due sub. b sono completamente differenti.
Glicoproteine
% di carboidrati
Due subunità
TSH
2,5
TSHα
TSHβ
=
=
FSH
8,9
FSHα
FSHβ
=
=
LH (ICSH)
20
LHα
LHβ
33
Analogie strutturali tra alcuni ormoni ipofisari
L’STH (somatotropina) e l’LTH (prolattina, LMTH, ormone
luteomammotropo) sono molto difficili da separare; la sequenza 1-31 di
STH e la sequenza 10-40 di LTH presentano analogia.
Peso molecolare
N° amminoacidi
STH
21500
191
LTH
23000
200
Possiedono proprietà immunologiche simili; l’STH possiede debole
attività prolattinica.
34
17
. Ala
. Glu
. Lys
. Lys
. . Asp
. . Glu
. . Gly
.
.
.
.
. . Pro
.
Ser
.
.
.
.
.
.
. Tyr
Tyr
Ser . . . . . . . Arg
Met . . . . . . . Met
Glu . . . . . . . Glu
His . . . . . . . His
Phe . . . . . . . Phe
Arg . . . . . . . Arg
Trp . . . . . . . Trp
Gly . . . . . . . Gly
Lys . . . . . . . Ser
Pro . . . . . . . Pro
Val . . . . . . . Pro
. . Lys
Gly . . . .
. . Asp
Lys . . . .
Lys . . . .
Arg . . . .
Arg . . . .
Pro . . . .
Val . . . .
Lys . . . .
Val . . . .
Tyr . . . .
Pro . . . .
Ala . . . .
Gly . . . .
Glu . . . .
Asp . . . .
Asp . . . .
Glu . . . .
Ala . . . .
Ser . . . .
Gln . . . .
Ala . . . .
Phe . . . .
Pro . . . .
Leu . . . .
Glu . . . .
Phe . . . .
Analogie strutturali tra alcuni ormoni ipofisari
Ser
β MSH umano
β MSH bovino
α MSH bovino
Leu
ACTH bovino
ACTH suino
ACTH umano
ACTH ovino
Tutti gli ACTH possiedono anche attività
attività melanotropica.
melanotropica.
Sequenze sintetiche che possiedono attività
attività ACTH:
- Tetracosactride (sequenza 11-24 di ACTH)
- 17,1817,18-DiornitinDiornitin-tetracosactride
- 17,1817,18-DilisinDilisin-ottadecactride (sequenza 11-18)
- Tosactide (sequenza 11-28 di ACTH umana – tetracetato)
Sequenze sintetiche che possiedono attività
attività MSH:
- Sequenze 11-8 di aa-MSH (2500 volte meno attivo)
- Sequenze 66-10 di aa-MSH (His(His-PhePhe-ArgArg-TrpTrp-Gly) (106 volte meno attivo)
35
Gastrina e pentagastrina
&
!+
#
! "
! "
Eptadecapeptide, isolato dalla mucosa gastrica prepilorica (proprietà acide).
Viene prodotta in seguito alla stimolazione colinergica e all’introduzione di cibo.
Stimola la produzione di HCl, pepsina e la secrezione pancreatica
L’attività risiede nelle sequenza C-terminale (4 a.a.)
'+
&
$
!+
β
! "
La sequenza C-terminale è identica a quella della Colecistochinina (33 a.a.)
36
18
Ormoni della mucosa duodenale:
Secretina
Icosieptapeptide con notevole analogia di sequenza con il glucagone.
Gli amminoacidi n°1-2-4-5-6-7-8-11-15-16-18-20-24-26 sono gli stessi
presenti nel glucagone.
Nessun frammento della molecola ne conserva l’attività.
Si inattiva anche togliendo solo la istidina ammino-terminale.
Analogia anche con GH (STH).
E’ la sostanza per la quale è stato coniato il termine ORMONE (1902).
La sua produzione è stimolata dall’ambiente acido nel duodeno.
Stimola la secrezione di succo pancreatico alcalino.
37
Ormoni della mucosa duodenale:
Colecistochinina - pancreozimina
! "
! "
! "
#
Sequenza peptidica di 33 amminoacidi
I 5 amminoacidi CC-terminali sono gli stessi della gastrina.
L’attività
attività è ancora presente nell’
nell’eptapeptide C-terminale (non nel
pentapeptide). Particolarmente importante è il gruppo TyrTyr-SO3H e la sua
posizione, diversa da quella nella gastrina.
gastrina.
Come la gastrina,
gastrina, questo ormone viene liberato in seguito alla stimolazione
colinergica e all’
all’introduzione di cibo.
E’ presente anche nel sistema nervoso, dove agisce bloccando
l’assunzione del cibo.
Provoca la contrazione della cistifellea con espulsione della bile.
bile.
Stimola la secrezione del succo pancreatico ricco di enzimi.
38
19