ACE inibitori

Si sono osservati effetti in metaboliti secondari derivanti da un serpente che nel veleno contiene, tra le altre sostanze,

un nonapeptide (con 5 proline) che, per le sue caratteristiche (forte ipertensivo dovuto all'inibizione dell'ACE), era un

buon punto di partenza per sviluppare molecole con interesse terapeutico. Non si possono però somministrare F di

natura peptidica perché ad es., se si somministra per os un peptide questo verrebbe idrolizzato. Da questa sostanza si

è individuato il tripeptide, fondamentale per l’interazione. Non si sapeva la struttura dell'ACE ma si

sapeva che la carbossipeptidasi di tipo A era

una peptidasi Zn-dipendente. Questo enzima

è inibito dall’acido 2-benzilsuccinico perché

una porzione carbossilato si lega a un sito

cationico dell’enzima (Arginina), il benzile

viene allocato in una tasca idrofobica

adiacente e l’altra porzione carbossilica fa da

chelante nei confronti dello zinco (lo zinco

nelle Zn-proteasi ha il ruolo di coordinare il

carbonile in modo da rendere più facile

l’attacco nucleofilo da parte dell’agente

idrolitico che può essere l’acqua o un residuo

aa opportuno). L’acido 2-benzilsuccinico

agisce in questo modo perché il peptide terminale che viene idrolizzato dalla carbossipeptidasi A ha una porzione

carbossilica che interagisce con l’Arg, c’è poi il residuo della fenilalanina e c’è un legame idrolizzabile.

Ci si rese conto che l’enzima di conversione (di cui non si conosceva la struttura) dell’angiotensina I in angiotensina II

conteneva lo zinco, si sapeva che era un enzima idrolitico e dunque si pensò che poteva funzionare come le altre Zn-

proteasi. Applicando quindi lo stesso modello all’enzima di conversione si osservò che l’acido 2-benzilsuccinico

funzionava abbastanza bene. Anche gli ACE inibitori riconoscono la sequenza

terminale, scindono la porzione carbossiterminale

ed è importante la distanza tra il ZBG (il sito che

lega lo Zn) e il gruppo carbossiterminale che però

deve essere maggiore bisogna fare



un’omologazione della struttura, cioè progettare

degli analoghi che fosse un po’ più lunghi e

ingombranti e quindi in grado di interagire meglio

col sito enzimatico. Tutto ciò cercando di

mantenere la prolina come aa terminale perché

viene riconosciuta e questo tipo di ingombro

sterico è importante. Sembrava non essere prevista

la tasca idrofobica (il benzile). Da tutte queste

considerazioni viene fuori l’inibitore Succinil-L

prolina che funzionava abbastanza, aveva una IC50 non insignificante essendo anche la prima molecola da cui si

partiva. Aggiungendo, al lead-compound, un metile nella

configurazione opportuna si ha una variazione

dell’IC50 di un ordine di grandezza. Altra cosa è

stata cambiare il gruppo ZBG sostituendolo con

un’altra porzione in grado di legare efficacemente

lo zinco, anche in modo più tenace gruppo



sulfidrilico. Combinando le due cose si ottiene il

CAPTOPRIL che è la prima molecola entrata in

commercio.

Se si rimuove il gruppo carbossilico l’attività



sparisce (non c’è più interazione elettrostatica con l’Arg)

Lo stesso avviene cambiando la distanza (lo



zinco si trova ad una certa distanza dal gruppo carico

positivamente che lega il gruppo –COOH, se allungo la

distanza non c’è più l’interazione che deve essere quella

di posizionare un lone-pair sugli orbitali vuoti dello zinco)

-SH meglio del gruppo –COOH

 La porzione della prolina è specifica,



togliendola c’è una minore attività

Togliere il gruppo metilico diminuisce l’attività



perché evidentemente ci sarà una piccola tasca che lo

accoglie La stereochimica è importante

 Sono state poi sviluppate altre molecole,

tutte più o meno simili come attività ma

diverso farmacocineticamente. La prima coa

che si notò è che c'erano degli effetti

collaterali, il primo caratteristico era la tosse

prima attribuita al gruppo sulfidrilico poiché

tale gruppo interagisce col muco. Tale

gruppo comunque è responsabile di eritemi

e alterazione del gusto. Per cui si è cercato

di cambiare il gruppo sulfidrilico con un altro

gruppo che fosse in grado di legare lo

zinco, e ciò ha portato allo sviluppo di una

delle molecole più importanti come ACE-

inibitori che è l'ENALAPRIL.

Dal lead compound si arrivò all’

ENALAPRILATO in cui cambia il gruppo ZBG,

c’è di nuovo il gruppo –COOH che però ha

una porzione più ingombrante. Questa

molecola è molto attiva in vitro, ma poco

biodisponibile perché è troppo polare,

avendo una carica netta negativa (l’azoto

prolinico non si protona e ci sono due

gruppi carbossilici e un solo gruppo

amminico che si può protonare). Il farmaco

che viene somministrato è quindi

l’ENALAPRIL (profarmaco) ch,e viene attivato

dalle esterasi epatiche, in cui la porzione

carbossilica viene mascherata come estere.

Questa forma è molto più biodisponibile.

Se l captopril legava la tasca 1 e 2, si è visto che l'enalapril

e anche il LISINOPRIL sfruttano dei siti accessori che dà

una maggiore affinità riducendo IC50. Il lisinopril è il più

idrofilo e non è un profarmaco ma ha una durata d'azione

più lunga e viene eliminato per via renale.

Derivati dell'enalapril: variazioni all'anello della prolina Varie modifiche strutturali hanno

portato ad altre molecole, ma tutte

hanno il farmacoforo dell’Enalapril.

Ovviamente una volta trovato un

nuovo farmaco che occupasse una

nicchia terapeutica nuova molte

industrie farmaceutiche hanno

commercializzato il loro ACE-

inibitore.

Derivati dell'enalapril: analoghi a ridotta libertà conformazionale

In questo caso vediamo l'approccio dell'analogo rigido.

Nell’Enalapril c’è una certa libertà conformazionale dovuta

alla rotazione del legame che potrebbe portare il gruppo

carbossilico da una parte e dall’altra, il che fa sì che non tutte

le molecole siano nella posizione giusta. Bloccare la

molecola nella conformazione cis dà un certo vantaggio.

Con questo approccio si sono ottenuti CILAZAPRIL e

BENAZEPRIL.

Derivati fosfinici: sviluppo del FOSINOPRIL Si è cercato di modificare il gruppo

carbossilico in modo da avere composti

migliori. L’acido fosfinico è bioisosterico

rispetto al gruppo carbossilico. Dal

FOSINOPRILATO si fa il profarmaco che è il

FOSINOPRIL. Il Fosinoprilato è troppo

polare, mentre nel Fosinopril si maschera

una delle funzioni (come nell’enalapril)

facendo un derivato di natura esterea

doppia (l’esterasi taglia in due punti).

Anche nelle penicilline avevamo una

doppia esterificazione in alcuni profarmaci.

Iperkaliemia perché si riduce la pressione, si riduce tutto il

meccanismo di eliminazione degli elettroliti l’eccesso di



potassio è un problema a livello cardiaco perché altera il

potenziale e potrebbe determinare un’alterazione del ritmo

cardiaco.

L’ACE inibisce anche la bradichinina, bloccando l’ACE la

bradichinina non viene più trasformata in metabolita

inattivo, si accumula vasodilatazione aumento del

 

passaggio di fluidi attraverso alcune membrane, in

particolare a livello bronchiale formazione di edema,



gonfiore nella parte terminale dell’albero respiratorio che

dà come riflesso la tosse comprimendo alcuni recettori

specifici. Per lo stesso motivo (accumulo di bradichinina) si

forma angioedema.

Questi farmaci non funzionano sempre perché in alcuni pazienti e per trattamenti prolungati agiscono degli enzimi (es.

Chimasi) che producono angiotensina II senza passare per l’ACE.