Betidamino acids: versatile and constrained scaffolds for drug discovery.

Betidamino acids (a contraction of "beta" position and "amide") are N'-monoacylated (optionally, N'-monoacylated and N-mono- or N,N'-dialkylated) aminoglycine derivatives in which each N'acyl/alkyl group may mimic naturally occurring amino acid side chains or introduce novel functionalities. Betidamino acids are most conveniently generated on solid supports used for the synthesis of peptides by selective acylation of one of the two amino functions of orthogonally protected aminoglycine(s) to generate the side chain either prior to or after the elongation of the main chain. We have used unresolved Nalpha-tert-butyloxycarbonyl-N'alpha-fluorenylmethoxycarbonyl++ + aminoglycine, and Nalpha-(Nalpha-methyl)-tert-butyloxycarbonyl-N'alpha-fluo renylmethoxycarbonyl aminoglycine as the templates for the introduction of betidamino acids in Acyline [Ac-D2Nal-D4Cpa-D3Pal-Ser-4Aph(Ac)-D4Aph(A c)-Leu-Ilys-Pro-DAla-NH2, where 2Nal is 2-naphthylalanine, 4Cpa is 4-chlorophenylalanine, 3Pal is 3-pyridylalanine, Aph is 4-aminophenylalanine, and Ilys is Nepsilon-isopropyllysine], a potent gonadotropin-releasing hormone antagonist, in order to test biocompatibility of these derivatives. Diasteremneric peptides could be separated in most cases by reverse-phase HPLC. Biological results indicated small differences in relative potencies (<5-fold) between the D and L nonalkylated betidamino acid-containing Acyline derivatives. Importantly, most betide diastereomers were equipotent with Acyline. In an attempt to correlate structure and observed potency, Ramachandran-type plots were calculated for a series of betidamino acids and their methylated homologs. According to these calculations, betidamino acids have access to a more limited and distinct number of conformational states (including those associated with alpha-helices, beta-sheets, or turn structures), with deeper minima than those observed for natural amino acids.

Potent, structurally constrained agonists and competitive antagonists of corticotropin-releasing factor.

Predictive methods, physicochemical measurements, and structure activity relationship studies suggest that corticotropin-releasing factor (CRF; corticoliberin), its family members, and competitive antagonists (resulting from N-terminal deletions) usually assume an alpha-helical conformation when interacting with the CRF receptor(s). To test this hypothesis further, we have scanned the whole sequence of the CRF antagonist [D-Phe12,Nle21,38]r/hCRF-(12-41) (r/hCRF, rat/human CRF; Nle, norleucine) with an i-(i + 3) bridge consisting of the Glu-Xaa-Xaa-Lys scaffold. We have found astressin [cyclo(30-33)[D-Phe12,Nle21,38,Glu30,Lys33]r/ hCRF(12-41)] to be approximately 30 times more potent than [D-Phe12,Nle21,38]r/hCRF-(12-41), our present standard, and 300 times more potent than the corresponding linear analog in an in vitro pituitary cell culture assay. Astressin has low affinity for the CRF binding protein and high affinity (Ki = 2 nM) for the cloned pituitary receptor. Radioiodinated [D-125I-Tyr12]astressin was found to be a reliable ligand for binding assays. In vivo, astressin is significantly more potent than any previously tested antagonist in reducing hypophyseal corticotropin (ACTH) secretion in stressed or adrenalectomized rats. The cyclo(30-33)[Ac-Pro4,D-Phe12,Nle21,38,Glu30,Lys33++ +]r/hCRF-(4-41) agonist and its linear analog are nearly equipotent, while the antagonist astressin and its linear form vary greatly in their potencies. This suggests that the lactam cyclization reinstates a structural constraint in the antagonists that is normally induced by the N terminus of the agonist.

Enhanced conformational sampling in Monte Carlo simulations of proteins: application to a constrained peptide.

A Monte Carlo simulation method for globular proteins, called extended-scaled-collective-variable (ESCV) Monte Carlo, is proposed. This method combines two Monte Carlo algorithms known as entropy-sampling and scaled-collective-variable algorithms. Entropy-sampling Monte Carlo is able to sample a large configurational space even in a disordered system that has a large number of potential barriers. In contrast, scaled-collective-variable Monte Carlo provides an efficient sampling for a system whose dynamics is highly cooperative. Because a globular protein is a disordered system whose dynamics is characterized by collective motions, a combination of these two algorithms could provide an optimal Monte Carlo simulation for a globular protein. As a test case, we have carried out an ESCV Monte Carlo simulation for a cell adhesive Arg-Gly-Asp-containing peptide, Lys-Arg-Cys-Arg-Gly-Asp-Cys-Met-Asp, and determined the conformational distribution at 300 K. The peptide contains a disulfide bridge between the two cysteine residues. This bond mimics the strong geometrical constraints that result from a protein's globular nature and give rise to highly cooperative dynamics. Computation results show that the ESCV Monte Carlo was not trapped at any local minimum and that the canonical distribution was correctly determined.

The sulfur controller-2 negative regulatory gene of Neurospora crassa encodes a protein with beta-transducin repeats.

The sulfur regulatory system of Neurospora crassa is composed of a set of structural genes involved in sulfur catabolism controlled by a genetically defined set of trans-acting regulatory genes. These sulfur regulatory genes include cys-3+, which encodes a basic region-leucine zipper transcriptional activator, and the negative regulatory gene scon-2+. We report here that the scon-2+ gene encodes a polypeptide of 650 amino acids belonging to the expanding beta-transducin family of eukaryotic regulatory proteins. Specifically, SCON2 protein contains six repeated G beta-homologous domains spanning the C-terminal half of the protein. SCON2 represents the initial filamentous fungal protein identified in the beta-transducin group. Additionally, SCON2 exhibits a specific amino-terminal domain that potentially defines another subfamily of beta-transducin homologs. Expression of the scon-2+ gene has been examined using RNA hybridization and gel mobility-shift analysis. The dependence of scon-2+ expression on CYS3 function and the binding of CYS3 to the scon-2+ promoter indicate the presence of an important control loop within the N. crassa sulfur regulatory circuit involving CYS3 activation of scon-2+ expression. On the basis of the presence of beta-transducin repeats, the crucial role of SCON2 in the signal-response pathway triggered by sulfur limitation may be mediated by protein-protein interactions.

Pion-kaon scattering amplitude constrained with forward dispersion relations up to 1.6 GeV

In this work we provide simple and precise parametrizations of the existing πK scattering data from threshold up to 1.6 GeV, which are constrained to satisfy forward dispersion relations as well as three additional threshold sum rules. We also provide phenomenological values of the threshold parameters and of the resonance poles that appear in elastic scattering.

Stationarity and regularity of infinite collections of sets. Applications to infinitely constrained optimization

This article continues the investigation of stationarity and regularity properties of infinite collections of sets in a Banach space started in Kruger and López (J. Optim. Theory Appl. 154(2), 2012), and is mainly focused on the application of the stationarity criteria to infinitely constrained optimization problems. We consider several settings of optimization problems which involve (explicitly or implicitly) infinite collections of sets and deduce for them necessary conditions characterizing stationarity in terms of dual space elements—normals and/or subdifferentials.

Spatiotemporal characteristics of the Huangtupo landslide in the Three Gorges region (China) constrained by radar interferometry

The Huangtupo landslide is one of the largest in the Three Gorges region, China. The county-seat town of Badong, located on the south shore between the Xiling and Wu gorges of the Yangtze River, was moved to this unstable slope prior to the construction of the Three Gorges Project, since the new Three Gorges reservoir completely submerged the location of the old city. The instability of the slope is affecting the new town by causing residential safety problems. The Huangtupo landslide provides scientists an opportunity to understand landslide response to fluctuating river water level and heavy rainfall episodes, which is essential to decide upon appropriate remediation measures. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) techniques provide a very useful tool for the study of superficial and spatially variable displacement phenomena. In this paper, three sets of radar data have been processed to investigate the Huangtupo landslide. Results show that maximum displacements are affecting the northwest zone of the slope corresponding to Riverside slumping mass I#. The other main landslide bodies (i.e. Riverside slumping mass II#, Substation landslide and Garden Spot landslide) exhibit a stable behaviour in agreement with in situ data, although some active areas have been recognized in the foot of the Substation landslide and Garden Spot landslide. InSAR has allowed us to study the kinematic behaviour of the landslide and to identify its active boundaries. Furthermore, the analysis of the InSAR displacement time-series has helped recognize the different displacement patterns on the slope and their relationships with various triggering factors. For those persistent scatterers, which exhibit long-term displacements, they can be decomposed into a creep model (controlled by geological conditions) and a superimposed recoverable term (dependent on external factors), which appears closely correlated with reservoir water level changes close to the river's edge. These results, combined with in situ data, provide a comprehensive analysis of the Huangtupo landslide, which is essential for its management.

Constrained self-organizing feature map to preserve feature extraction topology

In many classification problems, it is necessary to consider the specific location of an n-dimensional space from which features have been calculated. For example, considering the location of features extracted from specific areas of a two-dimensional space, as an image, could improve the understanding of a scene for a video surveillance system. In the same way, the same features extracted from different locations could mean different actions for a 3D HCI system. In this paper, we present a self-organizing feature map able to preserve the topology of locations of an n-dimensional space in which the vector of features have been extracted. The main contribution is to implicitly preserving the topology of the original space because considering the locations of the extracted features and their topology could ease the solution to certain problems. Specifically, the paper proposes the n-dimensional constrained self-organizing map preserving the input topology (nD-SOM-PINT). Features in adjacent areas of the n-dimensional space, used to extract the feature vectors, are explicitly in adjacent areas of the nD-SOM-PINT constraining the neural network structure and learning. As a study case, the neural network has been instantiate to represent and classify features as trajectories extracted from a sequence of images into a high level of semantic understanding. Experiments have been thoroughly carried out using the CAVIAR datasets (Corridor, Frontal and Inria) taken into account the global behaviour of an individual in order to validate the ability to preserve the topology of the two-dimensional space to obtain high-performance classification for trajectory classification in contrast of non-considering the location of features. Moreover, a brief example has been included to focus on validate the nD-SOM-PINT proposal in other domain than the individual trajectory. Results confirm the high accuracy of the nD-SOM-PINT outperforming previous methods aimed to classify the same datasets.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Annual report of the Controller of the City of Los Angeles, California for the fiscal year ending June 30 ...

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Forward air controller : tactical pocket checklist.

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