3-Fluoro-4-hydroxyprolines: Synthesis, Conformational Analysis, and Stereoselective Recognition by the VHL E3 Ubiquitin Ligase for Targeted Protein Degradation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hydroxylation and fluorination of proline alters the pyrrolidine ring pucker and the trans:cis amide bond ratio in a stereochemistry-dependent fashion, affecting molecular recognition of proline-containing molecules by biological systems. While hydroxyprolines and fluoroprolines are common motifs in medicinal and biological chemistry, the synthesis and molecular properties of prolines containing both modifications, i.e., fluoro-hydroxyprolines, have not been described. Here we present a practical and facile synthesis of all four diastereoisomers of 3-fluoro-4-hydroxyprolines (F-Hyps), starting from readily available 4-oxo-l-proline derivatives. Small-molecule X-ray crystallography, NMR spectroscopy, and quantum mechanical calculations are consistent with fluorination at C3 having negligible effects on the hydrogen bond donor capacity of the C4 hydroxyl, but inverting the natural preference of Hyp from C4-exo to C4-endo pucker. In spite of this, F-Hyps still bind to the von Hippel–Lindau (VHL) E3 ligase, which naturally recognizes C4-exo Hyp in a stereoselective fashion. Co-crystal structures and electrostatic potential calculations support and rationalize the observed preferential recognition for (3R,4S)-F-Hyp over the corresponding (3S,4S) epimer by VHL. We show that (3R,4S)-F-Hyp provides bioisosteric Hyp substitution in both hypoxia-inducible factor 1 alpha (HIF-1α) substrate peptides and peptidomimetic ligands that form part of PROTAC (proteolysis targeting chimera) conjugates for targeted protein degradation. Despite a weakened affinity, Hyp substitution with (3S,4S)-F-Hyp within the PROTAC MZ1 led to Brd4-selective cellular degradation at concentrations >100-fold lower than the binary Kd for VHL. We anticipate that the disclosed chemistry of 3-fluoro-4-hydroxyprolines and their application as VHL ligands for targeted protein degradation will be of wide interest to medicinal organic chemists, chemical biologists, and drug discoverers alike.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».