Reacción de proteasas de serina con isocumarinas sustituidas: descubrimiento de 3,4-dicloroisocumarina, un nuevo inhibidor de proteasas de serina basado en un mecanismo general

Se informan las inactivaciones basadas en mecanismos de varias proteasas de serina, incluyendo elastasa de leucocitos humanos (HL), catepsina G, proteasas I y II de mastocitos de rata, varias proteasas de coagulación sanguínea humanas y bovinas, y factor D humano por isocumarinas y ftalidas sustituidas que contienen grupos de cloruros de acilo o anhídridos enmascarados. La 3,4-dicloroisocumarina, el inhibidor más potente investigado aquí, inactivó todas las proteasas de serina probadas, pero no inhibió a la papaína, aminopeptidasa de leucina o beta-lactamasa. La 3,4-dicloroisocumarina fue bastante selectiva hacia la elastasa de HL (kobsd/I = 8920 M-1 s-1); la enzima inhibida fue bastante estable a la reactivación (kdeacyl = 2 X 10(-5) s-1), mientras que las enzimas inhibidas por 3-acetoxiisocumarina y 3,3-dicloroftalida recuperaron la actividad total al permanecer en reposo. La velocidad de inactivación disminuyó dramáticamente en presencia de inhibidores o sustratos reversibles, y las mediciones espectrales ultravioleta indican que la estructura del anillo de isocumarina se pierde al inactivarse. La quimotripsina A gamma está totalmente inactivada por 1.2 equivalentes de 3-cloroisocumarina o 3,4-dicloroisocumarina, y aproximadamente 1 equivalente de protones se libera al inactivarse. Estos resultados indican que estos compuestos reaccionan con las proteasas de serina para liberar un grupo de cloruro de acilo reactivo que puede acilar otro residuo de sitio activo. Estos son los primeros inhibidores basados en mecanismos reportados para muchas de las enzimas probadas, y la 3,4-dicloroisocumarina debería encontrar una amplia aplicabilidad como inhibidor general de proteasas de serina.