Sintesi di peptidi attivi verso MOR e studio dell’interazione ligando-recettore

Le proprietà che deve avere il ligando sono di resistenza alle peptidasi endogene e la capacità di attraversare la barriera emato-encefalica (BEE). La scarsa resistenza alle peptidasi come l’aminopeptidasi e la dipeptidil peptidasi, infatti, porta a concentrazioni non adeguate della molecola a livello ematico. La BEE, invece, rappresenta uno strato lipofilo che seleziona le molecole che possono passare dal circolo sanguigno al SNC, dove è localizzato il recettore oppioide. Per tale ragione, è stato necessario sintetizzare molecole dotate di strutture resistenti alle peptidasi e con caratteristiche idrofobiche e quindi liposolubili tali da poter attraversare la barriera e raggiungere il sito di legame con il recettore. Per ottenere questi risultati è stata presa in considerazione la trasformazione dell’endomorfina-1 in struttura ciclica. La ciclizzazione rende la molecola più lipofilica in quanto si riduce il numero di legami H con l’ambiente circostante, e soprattutto rimuove la posizione ionica N-terminale. La ciclizzazione, inoltre, conferisce alla molecola una maggiore resistenza ad enzimi proteolitici e determina una maggiore rigidità alla struttura tridimensionale tale da aumentare la selettività del recettore.
Infatti, i peptidi oppioidi sono generalmente lineari e consentono l’interazione con più sottotipi recettoriali.
Una struttura ciclica favorisce la formazione di β e γ turns, quando possibile. A loro volta, questi legami contribuiscono alla stabilità della conformazione e al corretto ripiegamento del peptide mantenendo nella giusta posizione il farmacoforo, ovvero la regione della superficie coinvolta nell’interazione con il recettore .
Sono stati prodotti pentapeptidi ciclici basandosi sulla struttura della molecola endogena e creando un legame tra il primo amminoacido della serie e una glicina terminale. L’ordine e la natura degli amminoacidi della catena peptidica viene selettivamente variata per studiare la conformazione più attiva e i gruppi funzionali coinvolti nell’interazione con il recettore. A seguito di tali studi di derivati ciclici, recentemente sono stati scoperti presso il Dipartimento Ciamician degli analoghi dell’endomorfina-1 dotati di struttura di tipo: c[Tyr-DPro-DTrp-Phe-Gly]. Tali composti mantenevano attività di agonisti verso i recettori oppioidi sebbene privi del gruppo farmacoforico principale, l’ammina protonabile che si trova su Tyr¹, attraverso la quale il peptide endogeno normalmente interagisce con il recettore oppioide in corrispondenza del residuo Asp¹⁴⁷, mediante un’intensa interazione ionica . Questa interazione è tipica anche degli analgesici più diffusi per uso terapeutico, come morfina e Fentanyl. Studi successivi hanno mostrato che la mancata interazione è sopperita dal rapporto che si instaura tra il Trp in posizione 3 del ligando e lo stesso Asp¹⁴⁷ del recettore, e tale interazione consente comunque l’attivazione del recettore. Proprio la capacità di legarsi ai recettori ed attivarli mediante un meccanismo alternativo induce a ritenere che questo tipo di composti possa costituire un nuovo tipo di analgesico dotato di proprietà farmacologiche alternative rispetto a morfina e derivati.
E’ stato tuttavia osservato che la notevole dimensione dei composti di tipo c[Tyr-DPro-DTrp- Phe-Gly] e l’elevato peso molecolare portano a modesta capacità di attraversare la barriera emato-encefalica, per cui l’azione analgesica risulta per lo più a livello periferico.
Per la progettazione di nuovi ligandi più efficaci, vanno considerate le strutture non solo del ligando peptidico ma anche del recettore con il quale deve interagire. Tuttavia, non essendo possibile ottenere la struttura dei recettori transmembrana ai raggi X, vengono utilizzati sistemi computazionali che forniscono un modello tridimensionale ipotetico della molecola.