Selective Targeting of the Interconversion between Glucosylceramide and Ceramide by Scaffold Tailoring of Iminosugar Inhibitors
Cécile Baudoin-Dehoux,
Tessa Castellan,
Frédéric Rodriguez,
Arnaud Rives,
Fabien Stauffert,
Virginie Garcia,
Thierry Levade,
Philippe Compain,
Yves Génisson
Affiliations
Cécile Baudoin-Dehoux
Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique (SPCMIB), Université Paul Sabatier-Toulouse III/ CNRS (UMR5068), 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France
Tessa Castellan
Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique (SPCMIB), Université Paul Sabatier-Toulouse III/ CNRS (UMR5068), 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France
Frédéric Rodriguez
Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique (SPCMIB), Université Paul Sabatier-Toulouse III/ CNRS (UMR5068), 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France
Arnaud Rives
Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique (SPCMIB), Université Paul Sabatier-Toulouse III/ CNRS (UMR5068), 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France
Fabien Stauffert
Laboratoire d’Innovation Moléculaire et Application (LIMA). Université de Strasbourg, Université de Haute-Alsace, CNRS (UMR 7042), Equipe Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, 25 rue Becquerel, 67000 Strasbourg, France
Virginie Garcia
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) UMR1037, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Paul Sabatier, Laboratoire de Biochimie Métabolique, Institut Fédératif de Biologie, CHU Purpan, F-31059 Toulouse, France
Thierry Levade
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) UMR1037, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Paul Sabatier, Laboratoire de Biochimie Métabolique, Institut Fédératif de Biologie, CHU Purpan, F-31059 Toulouse, France
Philippe Compain
Laboratoire d’Innovation Moléculaire et Application (LIMA). Université de Strasbourg, Université de Haute-Alsace, CNRS (UMR 7042), Equipe Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, 25 rue Becquerel, 67000 Strasbourg, France
Yves Génisson
Laboratoire de Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique (SPCMIB), Université Paul Sabatier-Toulouse III/ CNRS (UMR5068), 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France
A series of simple C-alkyl pyrrolidines already known as cytotoxic inhibitors of ceramide glucosylation in melanoma cells can be converted into their corresponding 6-membered analogues by means of a simple ring expansion. This study illustrated how an isomerisation from iminosugar pyrrolidine toward piperidine could invert their targeting from glucosylceramide (GlcCer) formation toward GlcCer hydrolysis. Thus, we found that the 5-membered ring derivatives did not inhibit the hydrolysis reaction of GlcCer catalysed by lysosomal β-glucocerebrosidase (GBA). On the other hand, the ring-expanded C-alkyl piperidine isomers, non-cytotoxic and inactive regarding ceramide glucosylation, revealed to be potent inhibitors of GBA. A molecular docking study showed that the positions of the piperidine ring of the compound 6b and its analogous 2-O-heptyl DIX 8 were similar to that of isofagomine. Furthermore, compound 6b promoted mutant GBA enhancements over 3-fold equivalent to that of the related O-Hept DIX 8 belonging to one of the most potent iminosugar-based pharmacological chaperone series reported to date.