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ARTIGO DE REVISÃO
Função e estrutura do receptor 2 de bradicinina para descoberta de
drogas
Jin-kang Shen1e Hai-tao Zhang1,2
O receptor de bradicinina tipo 2 (B2R) é um receptor acoplado à proteína G essencial (GPCR) que regula o sistema cardiovascular como um
vasodepressor. A disfunção de B2R também está intimamente relacionada a cânceres e angioedema hereditário (HAE). Embora vários agonistas e
antagonistas de B2R tenham sido desenvolvidos, o icatibant é o único antagonista de B2R clinicamente usado para tratar HAE. As estruturas
recentemente determinadas do B2R forneceram informações moleculares sobre as funções e regulação do B2R, que lançam luz sobre o design de
drogas baseadas em estrutura para o tratamento de doenças relacionadas ao B2R. Nesta revisão, resumimos a estrutura e a função do B2R em
relação à descoberta de drogas e discutimos direções de pesquisas futuras para elucidar as funções desconhecidas remanescentes da dimerização
do B2R.
Palavras-chave:receptor de bradicinina tipo 2; receptor acoplado à proteína G; funções; estruturas; descoberta de drogas
Acta Pharmacologica Sinica (2022) 0:1–10; https://doi.org/10.1038/s41401-022-00982-8
INTRODUÇÃO
O sistema calicreína-cinina (KKS) desempenha papéis essenciais na
manutenção da homeostase do sistema cardiovascular.1]. O KKS consiste
em calicreínas, cininogênios, cininas, cininases e receptores de cininas.2].
Existem 15 genes de calicreína tecidual,KLK1–KLK15,e um gene de
calicreína plasmática no genoma humano [3]. As calicreínas pertencem à
família das serina proteases e estão amplamente distribuídas nos rins,
pâncreas, glândulas salivares e plasma.4]. Duas variantes de cininogênio
são expressas no fígado: cininogênio de alto peso molecular (HK, MW: 72
kDa) e cininogênio de baixo peso molecular (LK, MW: 48 kDa) [5]. As cininas
são peptídeos de vida curta originários dos cininogênios, sendo que o
nonapeptídeo bradicinina (RPPGFSPFR) é liberado da HK com a ajuda da
calicreína plasmática, enquanto o decapeptídeo calidina (KRPPGFSPFR) é
liberado da LK pela calicreína tecidual.6] (Figo.1). As argininas C-terminais
de bradicinina e calidina podem ser clivadas pelas carboxipeptidases N e M
em des-Arg9- bradicinina e des-Arg10-calidina [6]. As cininas funcionam
como vasodilatadores, interagindo com os receptores de cininas na
membrana celular.7]. Os receptores de cinina pertencem à superfamília dos
receptores acoplados à proteína G (GPCR), com dois subtipos, receptores de
bradicinina tipo 1 e tipo 2 (B1R e B2R).8]. Embora B1R e B2R mostrem 32%
de identidade de sequência, eles exibem expressão e seletividade de
ligante muito diferentes.9]. O B2R é ubiquamente expresso em condições
fisiológicas e patológicas, enquanto o B1R raramente é expresso em tecidos
normais.10]. Em particular, o B1R deve funcionar como um mediador
essencial no estresse oxidativo e na inflamação.11]. A bradicinina mostra
maior afinidade por B2R do que por B1R [12]. Em contraste, cininas sem
argininas C-terminais, como des-Arg9-bradicinina e des-Arg10- calidina,
preferencialmente liga B1R sobre B2R [12]. Os mecanismos de seletividade
da cinina nos receptores residem nas interações entre os terminais C das
cininas e os receptores.9]. Depois de ativar os receptores, as cininas são
degradadas por cininases, como conversores de angiotensina
enzimas (ACEs) e endopeptidase neutra (NEP), para terminar suas
funções [13].
No genoma humano, o gene que codifica B2R (BDKRB2)está
localizado no cromossomo 14q32, e a proteína B2R contém 391
resíduos [14]. O N-terminal de B2R contém Met1 a Asn57,
enquanto o C-terminal varia de Gln352 a Gln391 [15]. Existem três
sítios de glicosilação putativos em Asn30, Asn39 e Asn207 e um
sítio de palmitoilação em Cys351 [16]. Além disso, prevê-se que
várias serinas e treoninas sejam fosforiladas por receptores
quinases acoplados à proteína G (GRKs) [17].
FUNÇÕES B2R
O B2R é ativado pela ligação de agonistas endógenos no lado
extracelular e, em combinação com as transições conformacionais, as
proteínas G podem ocupar a fenda intracelular cercada por TMs2-7 [18
,19]. B2R medeia principalmente o Gqvia de sinalização, mas em alguns
casos, também acopla a Geu,Gs, e G13/12
[20–22]. Nas células endoteliais, Gqas proteínas se acoplam ao B2R
após a ativação do receptor e então se desassociam no Gαq
subunidade e heterodímeros Gβγ [3] (Figo.1). Gαqinduz a ativação
da fosfolipase C (PLC), a clivagem do fosfatidilinositol (4,5)
bisfosfato (PIP2) e a liberação de Ca2+do retículo endoplasmático
(ER) [23,24]. Aumentando o nível de Ca intracelular2+
promove a ativação da calcineurina e óxido nítrico sintase
endotelial (eNOS) e por fim aumenta a concentração de óxido
nítrico (NO) nos vasos [25]. Ca2+também aumenta a fosforilação
da fosfolipase A2 (PLA2) e desencadeia a liberação de
prostaglandinas [3] (Figo.1).
Tanto o NO quanto as prostaglandinas são vasodilatadores e
eficazes na redução da pressão arterial.3,26]. Além de regular a
circulação, o B2R ativado também induz um aumento transitório na
1Instituto de Medicina Inovadora de Hangzhou, Instituto de Farmacologia e Toxicologia, Laboratório Chave da Província de Zhejiang para Pesquisa de Medicamentos Anti-Câncer, Faculdade de
Ciências Farmacêuticas, Universidade de Zhejiang, Hangzhou 310058, China e2Segundo Hospital Afiliado, Escola de Medicina da Universidade de Zhejiang, Hangzhou 310009, China Correspondência:
Hai-tao Zhang ( haitaozhang@zju.edu.cn )
Recebido: 16 de junho de 2022 Aceito: 11 de agosto de 2022
©O(s) autor(es), sob licença exclusiva do Instituto de Matéria Médica de Xangai, Academia Chinesa de Ciências e Sociedade Farmacológica Chinesa 2022
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Função e estrutura do receptor 2 de bradicinina para descoberta de drogas
JK Shen e HT Zhang
2
Figura 1O sistema renina-angiotensina e o sistema calicreína-cinina.Nas células endoteliais, após a ligação da bradicinina, o PIB do Gαqsubunidade
é substituída por GTP, acompanhando com a dissociação de Gαqe subunidades Gβγ. Gαqativa PLC e mobilização de cálcio, e o aumento do nível de
Ca2+melhora as atividades de eNOS e PLA2, que promovem a liberação de NO e prostaglandinas, respectivamente, e levam à vasodilatação. A
angiotensina II pode ligar-se ao AT1R para elevar a pressão arterial, induzir atividades pró-inflamatórias e pró-fibrose ou ligar AT2R para reduzir a
pressão arterial, realizar atividades anti-inflamatórias e anti-fibrose (PCP prolil carboxipeptidase, APA aminopeptidases A, PK calicreína plasmática,
TK calicreína tecidual, DAG diacil glicerol, PKC proteína quinase C, MAPK proteína quinase ativada por mitógeno).
permeabilidade endotelial e a exsudação de fluido rico em
proteínas para o interstício [27], o que leva à inflamação. Além
disso, o B2R localiza-se nos gânglios sensoriais, corno dorsal e
nociceptores periféricos, e a bradicinina ativa o B2R no
sistema nervoso e evoca dor [28]. A disfunção do B2R leva a
doenças cardiovasculares, como hipertensão, hipertrofia
ventricular e miocardite.29,30]. Estudos em camundongos com
calicreineficiência mostram que a parede posterior e o septo do
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drogas JK Shen e HT Zhang
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Figura 2Heterodímeros de B2R com AT1R, APJ e κ-OR.NO1O heterodímero R-B2R aumenta o Ca2+-hipertensão induzida na pré-eclâmpsia e bloqueia a
internalização deB2R mediada por β-arrestina. Os heterodímeros APJ-B2R e κ-OR-B2R promovem a proliferação celular pelas vias de sinalização PLC-ERK1/2-
eNOS e cAMP-PKA, respectivamente.
coração torna-se mais fino e que o coração tende a dilatar,
resultando em redução da massa ventricular esquerda [31]. Além
disso, o B2R está intimamente relacionado ao desenvolvimento de
doenças renais.32], doenças respiratórias [33], doenças
neurológicas [34], cancros [35,36], e angioedema hereditário
(AEH) [37]. Experimentos in vitro e in vivo mostraram que os
antagonistas peptídicos e não peptídicos de B2R estimulam a
apoptose em cânceres através da ativação da via MAP quinase e
do bloqueio da atividade de mobilização de cálcio intracelular, que
ativa a via caspase e leva à apoptose.38]. HAE é uma doença
hereditária autossômica dominante caracterizada por ativação
aumentada do KKS.39]. AEH leva a edema nos membros, fauces,
trato gastrointestinal e vias respiratórias e resulta em asfixia.40].
o Gqa sinalização de B2R é terminada quando os GRKs se ligam ao
receptor e fosforilam serinas e treoninas específicas no terminal C, como
Ser366, Thr369, Ser373 e Ser375 [17,41]. Em seguida, as β-arrestinas (β-
arrestina1 e β-arrestina2) reconhecem os sítios de fosforilação e promovem
a internalização do B2R com a ajuda da clatrina e da proteína adaptadora 2
(AP2) [42]. Nas vesículas endocíticas, os agonistas e a β-arrestina se
dissociam do B2R e, em seguida, os receptores são reciclados para a
membrana plasmática ou degradados nos lisossomos.43]. Com base nos
resultados de um experimento de reciclagem de B2R, B2R internaliza em
endossomos com β- arrestina2 e é rapidamente reciclado para a membrana
plasmática [43]. Em relação às interações entre B2R e β-arrestinas, o nível
de endocitose de B2R está principalmente correlacionado com o nível de β-
arrestina2, enquanto β-arrestina1 mostra um comportamento
compensatório [44]. Resultados anteriores sugerem que β-arrestina2 se
liga a B2R com um C-terminal deficiente e induz a internalização do
receptor, embora mais fracamente do que para o tipo selvagem B2R, e a
mutação K342P na hélice 8 de B2R diminui a sinalização através de β-
arrestina2, indicando que a hélice 8 é importante para o acoplamento B2R-
β-arrestina2 [44]. No entanto, os resultados da β-arrestina1 mostram que
ela requer tanto a hélice 8 quanto a
C-terminal [44]. Assim, β-arrestina1 medeia a internalização
dependente de fosforilação de B2R, enquanto β-arrestina2 medeia
ambas as vias [44].
As funções biológicas do B2R são determinadas não apenas pelas
ações das cininas, mas também por interações com outros GPCRs,
como o receptor tipo 1 da angiotensina II (AT1R), receptor de apelina
(APJ) e receptor κ-opioide (κ-OR) (Fig.2). A dimerização influencia a
afinidade do agonista, a farmacologia, as vias de sinalização a jusante
e o tráfego de GPCRs.45]. NO1R, funcionando como um vasopressor, é
um componente chave no sistema renina-angiotensina, enquanto o
B2R atua como um vasodepressor.46] (Figo.1). NO1Heterodímeros R-
B2R reforçam Ca2+sinalização de AT1R na pré-eclâmpsia e bloqueiam a
internalização dependente de β-arrestina de B2R [47]. A APJ é
amplamente expressa no sistema cardiovascular. Os heterodímeros
APJ-B2R expressos em células endoteliais da veia umbilical humana
(HUVECs) aumentam a fosforilação de eNOS e quinases reguladas por
sinal extracelular1/2 (ERK1/2), facilitando assim a proliferação celular [
48]. O κ-OR é distribuído no sistema nervoso, que é ativado pela
dinorfina (Dyn) e participa da analgesia, homeostase de fluidos e
atividade antipruriginosa. Os heterodímeros κ-OR-B2R aumentam a
proliferação celular através de Gs/cAMP/PKA quando Dyn A (1–13) se
liga a κ-OR nos heterodímeros [49].
ESTRUTURAS B2R
Várias estruturas de B2R-Gqcomplexos foram recentemente resolvidos
usando microscopia crioeletrônica de partícula única (crio-EM) [18,19] (Figo.
3a). O B2R compartilha características estruturais comuns com outros
GPCRs classe A, como hélices canônicas de sete transmembranas (7TMs),
uma ligação dissulfeto entre TM3 e o loop extracelular 2 (ECL2) e a hélice 8
paralela à membrana plasmática (Fig.3b, c). ECL2 de B2R adota uma
conformação de folha β semelhante à de AT1R, receptor de angiotensina II
tipo 2 (AT2R) e receptor de neurotensina 1
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Fig. 3B2R-Gq-bradicinina e B2R-Gq-estruturas de calidina. aEstruturas gerais de B2R-G ligado à bradicininaqcomplexo (PDB ID: 7F6H, B2R, verde;
bradicinina, violeta; Gα, salmão; Gβ, ciano; Gγ, amarelo) e B2R-G ligado à calidinaqcomplexo (PDB ID: 7F6I, B2R, violeta; calidina, verde). bECL2 de
B2R exibe uma folha β, com duas pontes dissulfeto formadas entre C130-C211 e C47-C304.cNo lado intracelular, o ICL2 adota uma conformação
α-helicoidal curta e três colesterols (CHOL 1–3) encontram-se em fendas entre TM2–TM4, TM3–TM4 e TM6–TM7. dPontes de hidrogênio (linhas
tracejadas) formadas entre ECL1 e ECL2.eA armadilha aniônica formada por ácidos aspárticos e glutamatos localiza-se na entrada da bolsa de
ligação do ligante.
(NTSR1) [50–52] (Figo.3b). Os terminais N/C de B2R formam α-
hélices curtas em P4-I7 e S366-S389, conforme previsto por Jpred [
53], SOPMA [54], e Alphafold [55], o que pode facilitar a ligação de
agonistas peptídicos e o acoplamento de proteínas de sinalização
intracelular. Além disso, a outra ligação dissulfeto entre C47N-termoe
C3047.25(Numeração de Ballesteros-Weinstein [56]) bloqueia a
bolsa de ligação ortostérica, e três colesterol estruturados são
observados nas fendas intracelulares entre TM2–TM4, TM3–TM4 e
TM6–TM7 e provavelmente regulam a conformação B2R no modo
alostérico [18] (Figo.3b, c).
A bolsa de ligação ortostérica em forma de funil de B2R é coberta por
ECL2, que forma pontes de hidrogênio com D122, W123 e E127 em ECL1,
funcionando como uma tampa para desacelerar a dissociação de agonistas
peptídicos [18] (Figo.3d). Resíduos carregados negativamente, como D203,
E204, E221, D293, E307 e D311, estão localizados na entrada da bolsa,
formando uma armadilha de ânions para prender os agonistas peptídicos
carregados positivamente na bolsa (Fig.3e). A bradicinina e a calidina na
bolsa adotam conformações em forma de S, com os terminais N
estendendo-se para o lado extracelular, enquanto os terminais C se
inserem no fundo da bolsa. Pro3 de bradicinina (P3B) ou Pro4 de calidina (P
4K) forma pontes de hidrogênio com I213 de B2R, enquanto G4Bou G5Kforma
uma ligação de hidrogênio adicional com R1964.64(Figo.4a). Essas duas
interações ancoram agonistas peptídicos no bolso, enquanto pontes de
hidrogênio intramoleculares entre G4B/G5K, S6B/S7K, e R9B/R10Kestabilizar as
conformações dos agonistas peptídicos [18]. Extensas interações polares,
iônicas e hidrofóbicas também contribuem para a ligação do agonista ao
B2R.
A superposição estrutural de des-Arg10O B1R ligado à calidina e o B2R
ligado à bradicinina mostram conformações semelhantes (Fig.5um tempo
as interações com Phe9de des-Arg10-calidina (F9DK) e F8B/R9B
determinar a seletividade do agonista peptídico entre B1R e B2R. F9DK
é carregado negativamente e forma interações eletrostáticas com
K1183.33e R2025.38de B1R (fig.5b). No entanto, F8Bé eletroneutro e
incapaz de contatar o S138 equivalente3.33e T2245.38de B2R (fig.5c).
Além disso, é difícil acomodar R9Bna estreita lacuna cercada por R202
5.38, Y2666.51, e E2736.58de B1R, e o impedimento estérico ocorre entre R
9Be R2025.38de B1R [18,19] (Figo.5d). Em contraste, nenhum
impedimento estérico é observado entre R9Be T2245.38, F2866.51, ou
D2936.58de B2R (fig.5e). Assim, des-Arg10-kallidin prefere B1R e
bradicinina prefere B2R.
No B2R-Gqinterface, a α5-hélice de Gαqcontribui com a maioria dos
contatos com B2R. Y356G.H5.23(numeração CGN [57]) de Gαqforma
pontes de hidrogênio com V1513.46, D1543.49, e R1553,50de B2R (fig.4b).
Além disso, váriospares de interações polares, ou seja,
R167ICL2-R37G.hns1.02, N2545.68-Q350G.H5.17, e R2676.32-L358G.H5.25/
V359G.H5.26, aumentam o acoplamento entre B2R e Gαq. A alça
intracelular 2 (ICL2) de B2R forma uma hélice curta, posicionando
M163ICL2na superfície hidrofóbica cercada por F341, K345, I348 e
S198 de Gαq(Figo.4c).
Nas estruturas de estado inativo do M muscarínico1receptor de
acetilcolina (M1R) [58] e histamina H1receptor (H1R) [59], o motivo DRY
conservado na ponta intracelular de TM3 forma pontes de hidrogênio
com os resíduos em TM6 e ICL2, estabilizando a conformação fechada
da cavidade intracelular. Além disso, N7.49do motivo NPxxY conservado
forma pontes de hidrogênio com ácidos aspárticos em TM2. Na
estrutura B2R do estado ativo, F8B/F9Kinterage com o interruptor de
alternância conservado W2836.48, induzindo o movimento para fora de
F2796.44no motivo PIF e ponta intracelular de TM6, que
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Fig. 4Os principais resíduos participaram da ligação do ligante B2R e Gqacoplamento. aPoses de ligação de bradicinina (violeta) e calidina (verde) no bolso, as principais
ligações de hidrogênio são formadas entre P3B/P4K-I213ECL2e G4B/G5K-R1964.64. As pontes de hidrogênio são marcadas como linhas tracejadas azuis (bradicinina) e
vermelhas (calidina) (B2R ligado à bradicinina, ID PDB: 7F6H, verde; B2R ligado à calidina, ID PDB: 7F6I, violeta).b, cPrincipais ligações de hidrogênio (b)e interações
hidrofóbicas (c)envolvido em Gqacoplamento (Gαq, salmão).dConformações da chave seletora e do motivo PIF na estrutura B2R ligada à calidina.
quebra as ligações de hidrogênio entre o motivo DRY e TM6, bem
como o motivo NPxxY e TM2 (Fig.4d). Então, a α5-hélice de Gαq
insere-se na fenda intracelular e acopla-se ao B2R formando pontes de
hidrogênio entre o motivo DRY-Y356G.H5.23e motivo NPxxY-N357G.H5.24
para a ativação de B2R (Fig.4b).
os aminoácidos não naturais imitam a volta β para fortalecer a ligação dos
antagonistas e melhorar a seletividade do subtipo entre B1R e B2R. A
segunda geração de antagonistas inclui icatibant e NPC17731. Icatibanto (
D-Arg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Ser-D-Tic-Oic-Arg) é um antagonista B2R
altamente potente para o tratamento de HAE [67] que foi aprovado em
2011. No entanto, os pacientes apresentam baixa adesão, pois o icatibant é
administrado por injeção hipodérmica. Assim, a exploração da terceira
geração de antagonistas B2R é imperativa. Antagonistas não peptídicos
seletivos de B2R apareceram na década de 1990, incluindo Win64338 [68],
FR173657 [69], bradizida [70], anatibant [71], fascibant [72], e JSM10292 [73]
(Figo.6). Além da conveniência proporcionada pela administração oral,
esses antagonistas não peptídicos são mais resistentes ao metabolismo e
apresentam menos efeitos fora do alvo.74,75]. B-9430 (D-Arg-Arg-Pro-Hyp-
Gly-Igl-Ser-D-Igl-Oic-Arg) é um derivado da bradicinina e se liga tanto ao
B1R quanto ao B2R humano com pIC50valores de 7,9 e 9,6, respectivamente
[76]. Em contraste, o anatibant liga-se preferencialmente ao B2R sobre o
B1R [71]. Antagonistas de B2R são terapias promissoras para aliviar os
sintomas de inflamação, dor e diabetes. Além do icatibant, muitos outros
antagonistas estão em ensaios clínicos. Deltibant é um antagonista
peptídico para o tratamento da dor, acidente vascular cerebral e lesão
cerebral grave.77]. O anatibant é útil no tratamento de lesões cerebrais
traumáticas, enquanto o fasitibant é usado para osteoartrite. Mais
informações sobre esses antagonistas estão resumidas abaixo.
AGONISTAS E ANTAGONISTAS DE B2R
B2R é um alvo de droga essencial na manutenção da homeostase do
sistema cardiovascular e no alívio de sintomas de edema e dor.60].
Devido à atividade pró-inflamatória e ampla distribuição de B2R no
sistema nervoso central (SNC), o potente agonista seletivo de B2R
labradimil (Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Ser-Pro-Tyr(Me)-psi( CH2NH)-Arg) é
capaz de aumentar temporariamente a permeabilidade da barreira
hematoencefálica (BHE) no modelo de glioma de rato RG2, facilitando
a entrada de quimioterápicos no SNC para matar tumores no cérebro [
61]. Os mecanismos subjacentes a esse fenômeno incluem a
modificação das características da vasculatura ao redor dos tumores, o
que impede a entrega de drogas ao interstício do tumor, bem como a
liberação de óxido nítrico e prostaglandina E2 para alterar a fisiologia
e a morfologia vascular.62,63].
O desenvolvimento de antagonistas B2R começou na década de 1960. A
primeira geração de antagonistas B2R são análogos de bradicinina que
substituem vários resíduos porD-Phe, Hyp ou Thi, como NPC-567 (D-Arg-
Arg-Pro-Hyp-Gly-Phe-Ser-D-Phe-Phe-Arg) e NPC-349 (D-Arg-Arg-Pro-Hyp-
Gly-Thi-Ser-D-Phe-Thi-Arg) [64] (Mesa1). No entanto, esses agentes
apresentam baixa afinidade por B2R e são sensíveis a peptidases, o que
dificulta seu uso clínico. De acordo com os resultados da espectroscopia de
RMN de estado sólido e modelagem molecular [65,66], o C-terminal da
bradicinina pode formar uma volta β quando se liga a B2R. Diversos
icatibanto
O icatibant, também conhecido como HOE-140, é um análogo da bradicinina com
alta afinidade (keuvalor de 0,064 nM) para B2R humano [78]. Em um estudo clínico
de fase 2, 27 pacientes tomaram prednisolona intravenosa mais clemastina como
protocolo de terapia padrão ou subcutâneo
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Função e estrutura do receptor 2 de bradicinina para descoberta de drogas
JK Shen e HT Zhang
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Fig. 5Comparação estrutural entre os bolsos de ligação de B1R e B2R. aComparação estrutural entre o complexo B2R-bradicinina (PDB ID: 7F6H) e
B1R-des-Arg10-complexo de calidina (PDB ID: 7EIB).serInterações iônicas entre B1R e F9DKbem como impedimento estérico entre o bolso do ligante
de B1R e R9Bdeterminar a preferência de des-Arg10-calidina para B1R e bradicinina para B2R. (B1R, amarelo-laranja; B2R, verde; des-Arg10-calidina,
ciano; bradicinina, violeta).
icatibant para analisar a eficiência do icatibant no angioedema
induzido por inibidores da ECA, observando o tempo médio de
resolução do edema [79]. Os resultados indicam que a
administração de icatibant encurtou o tempo médio em até 19 h
em comparação com a terapia padrão. O B2R também é um
mediador essencial da asma brônquica crônica, e testes objetivos
de função pulmonar (PFTs) foram realizados em pacientes com
asma crônica para avaliar os efeitos do icatibant [33]. Após 4
semanas de tratamento com icatibant, foi alcançada uma
melhoria de 10% nos PFTs em comparação com o grupo placebo.
concentrações terapêuticas no plasma em 2 h. BK1-5 é um
metabólito da bradicinina, cujos níveis no plasma e líquido
cefalorraquidiano aumentam excessivamente após o trauma, o
que sugere que o estado ativo B2R pode participar da progressão
do TCE. No entanto, a ligação competitiva do anatibant no B2R
pode impedir a ativação do B2R e funcionar como uma escolha
terapêutica para pacientes com TCE.
fascibant
Fasitibant, um antagonista não peptídico B2R, compartilha andaimes químicos
semelhantes com anatibant. A afinidade do fasitibant para o B2R humano foi
medida através de [3Ensaios de competição de H]bradicinina com apkeu
valor de 10,3 [83]. Além disso, o fasitibant é mais eficaz do que o anatibant
no bloqueio dos sinais da proteína G. Estudos in vivo foram realizados em
ratos pré-tratados com iodoacetato monossódico (MIA) como modelo de
osteoartrite da articulação do joelho e usados para avaliar os efeitos do
icatibant e do fasitibant no alívio da sensação de dor [84]. O tratamento
com MIA induz a regulação positiva das atividades de bradicinina e a
produção de prostaglandina E2. Comparado ao efeito analgésico do
icatibant, o fasitibant é mais potente e duradouro na eliminação dos efeitos
fisiológicos do B2R ativado.
A busca por novos andaimes direcionados ao B2R pode ser acelerada
pelo design de medicamentos baseados em estruturae pela triagem
virtual. De acordo com os casos de sucesso de μ-OR [85] e M1R [86],
compostos semelhantes a chumbo disponíveis comercialmente podem ser
encaixados na estrutura B2R. Compostos com potencial para interagir com
os principais resíduos de B2R podem ser ainda mais otimizados com
diversas porções químicas. Após a avaliação da afinidade, seletividade do
subtipo e efeitos farmacológicos dos compostos, o desempenho in vivo dos
candidatos promissores pode ser analisado em ensaios clínicos ou animais.
Além disso, espera-se que os moduladores alostéricos aumentem a
seletividade no alvo e diminuam os efeitos colaterais causados por efeitos fora
do alvo em outros receptores.87]. Com base nas estruturas B2R, existem
deltibanto
Como um antagonista B2R, deltibant foi confirmado para aliviar a resposta
depressora da bradicinina em ratos e coelhos. Além disso, uma única dose
de deltibant pode reverter a resposta hipotensora profunda e a baixa taxa
de sobrevivência causada por LPS em modelos de leitões de choque
endotóxico [80]. Para investigar os efeitos clínicos do deltibant na lesão
cerebral traumática (TCE), 11 dos 20 pacientes candidatos tomaram
deltibant, enquanto os outros receberam placebo [81]. Após o tratamento
com deltibant, os pacientes enfrentaram menos risco de inchaço cerebral e
edema cerebral.
anatibanto
O anatibant, anteriormente conhecido como LF 16-0687, exibe uma
afinidade subnanomolar ao B2R humano com umakeuvalor de 0,67 nM
[71]. O anatibant é um antagonista B2R seletivo que impede o Gq
sinalização e a produção de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3). Experimentos
in vivo realizados em ratos anestesiados mostraram que o anatibant
antagoniza o edema induzido pela bradicinina [71]. Em ensaios
clínicos, 25 pacientes com traumatismo cranioencefálico grave foram
selecionados para investigar a farmacocinética, segurança,
tolerabilidade e efeitos farmacológicos do anatibanto.82]. Pacientes
com TCE e voluntários saudáveis toleraram a injeção subcutânea de
22,5 mg de anatibant, que atingiu
Acta Pharmacologica Sinica (2022) 0:1 – 10
Função e estrutura do receptor 2 de bradicinina para descoberta de
drogas JK Shen e HT Zhang
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Tabela 1. Informações farmacológicas e clínicas de agonistas e antagonistas de B2R.
Nome
labradimil [78]
Seqüência
Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Ser-Pro-Tyr(Me)-psi(CH2NH)-Arg
Propriedade farmacológica
Agonista
Atividade Estágio Clínico
Fase III
doenças relacionadas
Tumor cerebral19 nM
(Keu)
Deltibant [76] DArg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Cys-
DPhe-Leu-Arg
Antagonista – Fase II Traumatismo crâniano
BSH
DArg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Cys-
DPhe-Leu-Arg
NPC-567 [109]
NPC-349 [110]
NPC17731 [110]
Icatibant [78]
Antibant [71]
Fasitibant [83]
Win64338 [68]
FR173657 [111]
Bradizida [70]
JSM10292 [112]
D-Arg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Phe-Ser-D-Phe-Phe-Arg
D-Arg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Ser-D-Phe-Thi-Arg
D-Arg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Phe-Ser-[DHype(transpropil)]-Oic-Arg
D-Arg-Arg-Pro-Hyp-Gly-Thi-Ser-D-Tic-Oic-Arg
–
–
–
–
–
–
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
Antagonista
120 nM
(CI50)
–
–
–
Aprovado para venda
Fase II
Fase II
–
–
–
–
–
–
–
AEH e asma
Traumatismo crâniano
osteoartrite
Broncoconstrição
doenças alérgicas
Hiperalgesia
–
20,5 nM
(Keu)
0,180 nM
(Kd)
0,064 nM
(Keu)
0,67 nM
(Keu)
0,05 nM
(Keu)
64 nM
(Keu)
8,9 nM
(CI50)
772 nM
(Keu)
1,1 nM
(CI50)
BSHhexametilenobissuccinimida,Hip trans-4-hidroxiprolina,Hype trans-4-propoxiprolina,tiqueácido tetrahidroisoquinolina-3-carboxílico,OICácido octahidroindol-2-
carboxílico,Thi β-(2-tienil)-alanina.
são sítios putativos para a ligação do modulador alostérico, embora as
estruturas B2R ligadas aos moduladores alostéricos sejam necessárias para
elucidar o mecanismo alostérico.
de TM2 e TM3 necessários para P2Y1ativação R. O antagonista seletivo
do CCR9 vercirnon ocupa a cavidade intracelular que se liga às
proteínas G, impedindo a ativação do CCR9 e o acoplamento da
proteína G [92]. O domínio extracelular (ECD) é bastante adequado
como um sítio regulador alostérico para GPCRs classe C.87]. Estruturas
revelaram que moduladores alostéricos positivos e negativos podem
ser acomodados no vestíbulo extracelular ou no fundo do sítio de
ligação ortostérico [93–100]. No entanto, nenhum vestíbulo óbvio ou
grande ECD existe nas estruturas B2R, nenhum ligante lipídico
direcionado a B2R foi relatado anteriormente e o bolso de ligação
ortostérica de B2R é relativamente raso [18]. A cavidade intracelular
pode ser um local de ligação potencial para moduladores alostéricos
negativos para bloquear a liberação a jusante de NO e
prostaglandinas.
Os heterodímeros GPCR exibem papéis fisiológicos diferentes dos
monômeros. B2R está associado a muitos GPCRs, como AT1R, κ- OR,
APJ e dopamina D2R, que regulam a pressão sanguínea, a proliferação
celular e a adesão de neutrófilos às células endoteliais [46,48,49,101,
102]. No entanto, nenhuma estrutura de heterodímeros B2R foi
determinada. Várias estruturas heterodiméricas de GPCRs classe C
foram reveladas, como receptores metabotrópicos de glutamato
(mGluRs) [103] e GABABreceptores [104]. Em ambas as estruturas, as
hélices transmembrana fornecem interações hidrofóbicas para
dimerização, enquanto as proteínas G se acoplam a apenas um
monômero. no GABABestrutura, o modulador alostérico positivo BHFF
reside dentro da fenda entre os monômeros.
Evidências crescentes indicam que o B2R está relacionado ao
desenvolvimento da pandemia de COVID-19 e é um alvo potencial de
medicamentos para distúrbios relacionados. O SARS-CoV-2 usa a enzima
conversora de angiotensina 2 (ACE2) para sua infecção, que é amplamente
distribuída nas células alveolares do pulmão e degrada a des-Arg9
-bradicinina [105]. A perda de ACE2 durante a infecção leva ao acúmulo de
DIREÇÕES FUTURAS
O B2R é um regulador chave no KKS, e a disfunção do B2R leva a doenças
cardiovasculares, doenças neurológicas, angioedema hereditário e
cânceres [60]; assim, o B2R tem sido um alvo ideal para a descoberta de
drogas por várias décadas, mas apenas o icatibant é aprovado para uso
clínico [68,71,72,78,88]. É bastante desafiador e demorado explorar novas
entidades químicas sem informações estruturais sobre o alvo. Os requisitos
estereoquímicos para a ligação do antagonista B2R foram revelados por
simulações de dinâmica molecular, modelagem molecular e espectroscopia
de RMN de estado sólido; no entanto, as interações receptor-ligando
detalhadas permaneceram indescritíveis [89,90]. Com as estruturas B1R e
B2R recentemente determinadas, os mecanismos moleculares de ligação
do ligante, seletividade de subtipo, ativação do receptor e acoplamento da
proteína G foram elucidados e espera-se que acelerem o design baseado
em estrutura de novos agonistas B2R. No entanto, as estruturas B2R no
estado ativo parecem não ser ideais para o desenho de antagonistas,
especialmente para antagonistas não peptídicos. Os antagonistas
peptídicos podem adotar diferentes poses de ligação com diferentes
interações para impedir as mudanças conformacionais necessárias para a
ativação de B2R. Os principais farmacoforos para antagonistas não
peptídicos ainda são indefinidos com base nas atuais estruturas ligadas a
agonistas e precisam ser identificados a partir das estruturas antagonistas
de B2R.
Os sítios de ligação para moduladores alostéricos foram revelados
em várias estruturas GPCR. no P2Y1estrutura R, o antagonista BPTU
liga-se à interface entre P2Y1R e a bicamada lipídica através de
interações hidrofóbicas [91]. Ele bloqueia os movimentos
Acta Pharmacologica Sinica (2022) 0:1 – 10
Função e estrutura do receptor 2 de bradicinina para descoberta de drogas
JK Shen e HT Zhang
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Fig. 6A terceira geração de antagonistas B2R.Estruturas químicas de WIN64338, FR 173657, Bradyzide, Anatibant, Fasitibant e JSM10292.
des-Arg9-bradicinina e bradicinina e a regulação positiva das atividades de
B2R nospulmões, bem como angioedema pulmonar [106]. Oitenta e nove
por cento dos pacientes com COVID-19 administrados com icatibant
mostraram uma redução de 3 L/min na suplementação de oxigênio após 24
h, enquanto a proporção foi de 17% no grupo controle [107]. A aplicação
clínica do icatibant e o desenvolvimento de novos antagonistas B2R são
necessários para tratar o angioedema pulmonar e suprimir a
tromboinflamação.108].
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RECONHECIMENTOS
A HTZ é apoiada pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China (2018YFA0508100),
National Natural Science Foundation of China (81722044, 91753115, 21778049, 81861148018) e National
Science and Technology Major Project of China (2018ZX09711002).
INFORMAÇÕES ADICIONAIS
Interesses competitivos:Os autores declaram não haver interesses conflitantes.
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Acta Pharmacologica Sinica (2022) 0:1 – 10
Function and structure of bradykinin receptor 2 for drug discovery
Introduction
B2R functions
B2R structures
B2R agonists and antagonists
Icatibant
Deltibant
Anatibant
Fasitibant
Future directions
Acknowledgements
ADDITIONAL INFORMATION
References