Intrinsic and Extrinsic Limitations to the Design and Optimization of Inhibitors of Lipid Peroxidation and Associated Cell Death
Notice bibliographique
Résumé
The archetype inhibitors of ferroptosis, ferrostatin-1 and liproxstatin-1, were identified via high-throughput screening of compound libraries for cytoprotective activity. These compounds have been shown to inhibit ferroptosis by suppressing propagation of lipid peroxidation, the radical chain reaction that drives cell death. Herein, we present the first rational design and optimization of ferroptosis inhibitors targeting this mechanism of action. Engaging the most potent radical-trapping antioxidant (RTA) scaffold known (phenoxazine, PNX), and its less reactive chalcogen cousin (phenothiazine, PTZ), we explored structure–reactivity–potency relationships to elucidate the intrinsic and extrinsic limitations of this approach. The results delineate the roles of inherent RTA activity, H-bonding interactions with phospholipid headgroups, and lipid solubility in determining activity/potency. We show that modifications which increase inherent RTA activity beyond that of the parent compounds do not substantially improve RTA kinetics in phospholipids or potency in cells, while modifications that decrease intrinsic RTA activity lead to corresponding erosions to both. The apparent “plateau” of RTA activity in phospholipid bilayers (kinh ∼ 2 × 105 M–1 s–1) and cell potency (EC50 ∼ 4 nM) may be the result of diffusion-controlled reactivity between the RTA and lipid-peroxyl radicals and/or the potential limitations on RTA turnover/regeneration by endogenous reductants. The metabolic stability of selected derivatives was assessed to identify a candidate for in vivo experimentation as a proof-of-concept. This PNX-derivative demonstrated stability in mouse liver microsomes comparable to liproxstatin-1 and was successfully used to suppress acute renal failure in mice brought on by tissue-specific inactivation of the ferroptosis regulator GPX4.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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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 tête enseignante, 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 ».