The molecular mechanism of nitrogen-containing bisphosphonates as antiosteoporosis drugs
Notice bibliographique
Résumé
Osteoporosis and low bone mass are currently estimated to be a major public health risk affecting >50% of the female population over the age of 50. Because of their bone-selective pharmacokinetics, nitrogen-containing bisphosphonates (N-BPs), currently used as clinical inhibitors of bone-resorption diseases, target osteoclast farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS) and inhibit protein prenylation. FPPS, a key branchpoint of the mevalonate pathway, catalyzes the successive condensation of isopentenyl pyrophosphate with dimethylallyl pyrophosphate and geranyl pyrophosphate. To understand the molecular events involved in inhibition of FPPS by N-BPs, we used protein crystallography, enzyme kinetics, and isothermal titration calorimetry. We report here high-resolution x-ray structures of the human enzyme in complexes with risedronate and zoledronate, two of the leading N-BPs in clinical use. These agents bind to the dimethylallyl/geranyl pyrophosphate ligand pocket and induce a conformational change. The interactions of the N-BP cyclic nitrogen with Thr-201 and Lys-200 suggest that these inhibitors achieve potency by positioning their nitrogen in the proposed carbocation-binding site. Kinetic analyses reveal that inhibition is competitive with geranyl pyrophosphate and is of a slow, tight binding character, indicating that isomerization of an initial enzyme-inhibitor complex occurs with inhibitor binding. Isothermal titration calorimetry indicates that binding of N-BPs to the apoenzyme is entropy-driven, presumably through desolvation entropy effects. These experiments reveal the molecular binding characteristics of an important pharmacological target and provide a route for further optimization of these important drugs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».