Incentrom A, a 9H-carbazole-9-ethanol derivative, is a novel small-molecule inhibitor of the chromosome segregation process in yeast. Incentrom A was identified from a chemical library through an in vivo assay system we developed and could form the basis for the development of novel antifungal drugs. To establish a structure-activity relationship (SAR) for Incentrom A, we synthesized a series of derivatives based on the structure of Incentrom A, and tested for their effects in cell growth. Through structure-activity relationship studies, we established the pharmacophore of Incentrom A. The carbazole unit with four carbon tether was optimal for the inhibitory activity, and at least one nitrogen atom of the piperazine ring with a long hydrophobic chain was essential. We also identified a phenylazide containing compound as a photoaffinity probe and attempted affinity precipitation studies by using photoaffinity probe to isolate target proteins. Additionally, we synthesized deuterated compound for mass spectrometric identification and biotinylated compound for affinity purification of target proteins. From these studies, we identified several target protein candidates of Incentrom A. These proteins have been known that it have a direct or indirect effect on chromosome segregation and play an important role for cell proliferation. For further study, we synthesized and tested novel isobaric 4-plex mass tags, successfully, and we expect that we will able to identify the mechanism of Incentrom A upon the chromosome segregation and its target proteins using these mass tags.
화합물 라이브러리를 대상으로 한 실험을 통해 진균의 세포분열 시 염색체 분열을 저해하는 물질로 확인된 인센트롬 에이의 파마코포어를 확인하기 위하여 구조-활성 상관관계를 살펴보았다. 그 결과는 다음과 같다. 인센트롬 에이의 구조에 있어서 카바졸은 형태가 필수적으로 유지되어야 하는 부분이며, 피페라진 고리는 적어도 하나의 질소 원자를 가지는 형태가 되어야 활성이 유지되었다. 그리고 이들 카바졸과 피페라진 고리 사이의 연결부분은 4개의 탄소를 가지는 노멀 알킬 체인 형태에서 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 피페라진 고리와 페닐 고리의 사이에는 소수성의 유동성 있는 형태의 체인을 가져야 하며, 마지막으로 페닐 그룹에는 위치에 상관없이 작은 크기의 다양한 치환기를 도입 가능하였다. 이 과정에서 인센트롬 에이가 작용하는 목표 단백질을 찾기 위한 실험을 수행할 수 있는 광친화성 표지가 된 유도체를 합성할 수 있었다. 이 유도체와 더불어 바이오틴을 포함한 유도체와 중수소로 치환된 유도체를 합성하여 목표 단백질을 찾기 위한 프로테오믹스 연구를 수행하였다. 이를 통해 몇 가지 후보 단백질들을 확인할 수 있었다. 이들 후보 단백질을 바탕으로 보다 정확한 목표 단백질 확인을 위하여 추가적으로 질량분석기술을 기반으로 한 단백질 정량법 중 하나인 동중체 화학표지방법을 수행하기로 하고 기존의 방법들을 개선하여 새로운 동중체 표지 방법을 개발하였다. 이렇게 개발된 방법을 이용하여 인센트롬 에이의 목표 단백질과 작용 기작을 확인할 예정이며, 더 나아가 이를 바탕으로 인센트롬 에이의 항진균제 혹은 항암제로서의 개발을 기대하고 있다.
