Synthesis, conformational analysis and biological activity of cyclic analogs of the octadecaneuropeptide ODN 

Design of a potent endozepine antagonist

Authors

  • Jérôme Leprince,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Hassan Oulyadi,

    1. IFRMP 23, Laboratoire de Résonance Magnétique Nucléaire, Institut de Recherche en Chimie Organique Fine, CNRS Unité Mixte de Recherches 6014, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • David Vaudry,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Olfa Masmoudi,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Pierrick Gandolfo,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Christine Patte,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Jean Costentin,

    1. IFRMP 23, Laboratoire de Neuropsychopharmacologie, CNRS Unité Mixte de Recherches 6036, Université de Rouen, Rouen, France;
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  • Jean-Luc Fauchère,

    1. Institut de Recherches SERVIER, Suresnes, France
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  • Daniel Davoust,

    1. IFRMP 23, Laboratoire de Résonance Magnétique Nucléaire, Institut de Recherche en Chimie Organique Fine, CNRS Unité Mixte de Recherches 6014, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Hubert Vaudry,

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Marie-Christine Tonon

    1. Institut Fédératif de Recherches Multidisciplinaires sur les Peptides (IFRMP 23), Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, CNRS, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France;
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  • Note: all optically active amino acids are of the l configuration unless otherwise noted.

H. Vaudry, European Institute for Peptide Research, Laboratory of Cellular and Molecular Neuroendocrinology, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Unité 413, Unité Associée au Centre National de la Recherche Scientifique, University of Rouen, 76821 Mont-Saint-Aignan, France. Fax: + 33 235 14 6946, Tel.: + 33 235 14 6624, E-mail: hubert.vaudry@univ-rouen.fr

Abstract

The octadecaneuropeptide (ODN; QATVGDVNTDRPGLLDLK) and its C-terminal octapeptide (OP; RPGLLDLK), which exert anxiogenic activity, have been previously shown to increase intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) in cultured rat astrocytes through activation of a metabotropic receptor positively coupled to phospholipase C. It has also been found that the [d-Leu5]OP analog possesses a weak antagonistic activity. The aim of the present study was to synthesize and characterize cyclic analogs of OP and [d-Leu5]OP. On-resin homodetic backbone cyclization of OP yielded an analog, cyclo1−8 OP, which was three times more potent and 1.4-times more efficacious than OP to increase [Ca2+]i in cultured rat astrocytes. Cyclo1−8 OP also mimicked the effect of both OP and ODN on polyphosphoinositide turnover. Conversely, the cyclo1−8[d-Leu5]OP analog was totally devoid of agonistic activity but suppressed the effect of OP and ODN on [Ca2+]i and phosphoinositide metabolism in astrocytes. The structure of these cyclic analogs has been determined by two-dimensional 1H-NMR and molecular dynamics. Cyclo1−8 OP exhibited a single conformation characterized by a γ turn comprising residues Pro2–Leu4 and a type III β turn encompassing residues Leu5–Lys8. Cyclo1−8[d-Leu5]OP was present as two equimolar conformers resulting from cis/trans isomerization of the Arg–Pro peptide bond. These pharmacological and structural data should prove useful for the rational design of non peptidic ODN analogs.

Ancillary