background image

Antineoplastic Agents 

Lecture 5

 


background image

MITOMYCIN C 

Mitomycin is sometimes 
included as an alkylating 
agent but is included 
here because it is a 
naturally occurring 
material 

The  drug  contains  what  would  appear  to  be  reactive 
functionalities,  including  the 

quinone 

and 

aziridine 

functionalities,  both  which  would  be  thought  to  be 
susceptible to nucleophilic attack; however, the reactivity 
of  these  functionalities  is  reduced  because  of  steric  and 
electronic effects in the parent molecule. 


background image

Selective  activation  could  be  achieved  in  a  reductive 
environment such as that found in an area of low oxygen 
content. This is known to occur in tumors where the fast 
growing  cells  often  grow  beyond  the  blood  supply  that 
would normally provide oxygen. 

Mitomycin C is capable of being activated and alkylating 
DNA  in  an  anaerobic  environment,  but  there  is  actually 
little  selectivity  for  hypoxic  cells.  Activation  can  occur 
enzymatically by both one- and two-electron processes.  


background image


background image

Vinca Alkaloids 

Vincristine  and  vinblastine  are  natural  products  isolated  from 
Catharanthus roseus (periwinkle). The 

alkaloids are composed 

of  a 

catharanthine

  moiety  containing  the 

indole 

subunit  and 

the

  vindoline 

moiety  containing  the 

dihydroindole 

subunit 

joined by a carbon-carbon bond.  

 

Vincristine and vinblastine differ only in the group attached to 
the  dihydroindole  nitrogen,  which  is  a  methyl  group  in 
vinblastine and a formyl group in vincristine.  

Vinorelbine is semi-synthetic. 


background image


background image

mitotic inhibitor

 is a drug that inhibits mitosis, or 

cell  division.  These  drugs  disrupt  microtubules  of 
the  spindle  apparatus,  which  pull  the  cell  apart 
when it divides. 

 

•  The  spindle  apparatus  is  a  subcellular 
structure  that  segregates  chromosomes  between 
daughter cells during cell division. The basic unit of 
the 

spindle 

apparatus 

are 

microtubules. 

Microtubule 

polymerization

  and 

depolymerization

 

dynamics 

drive 

chromosome 

assembly. 

 


background image

• 

Microtubules 

consist 

of 

isotypes 

of 

α- 

and 

β-tubulin

 

proteins. 

During 

cell 

division,  tubulin  undergoes  intense,  sporadic,  and 

alternating  periods  of  structural  growth  and  erosion 

known as 

“dynamic instability.” 

 

• 

Inhibiting 

the 

essential 

hyperdynamic 

changes 

in 

microtubular 

structure 

results 

in 

mitotic 

arrest 

and 

apoptosis. 

 

 


background image


background image

10 


background image

11 


background image

The  vincas  bind  to  tubulin  in  a  reversible  manner  at 
sites  different  from  those  at  which  other  inhibitors  of 
spindle  function  bind  including  the  podophyllotoxins 
and  the  taxanes.  Combinations  of  these  agents  may 
give synergistic effects because of their unique binding 
sites. 

12 


background image

Taxanes: Paclitaxel ,Docetaxel 

Taxanes bind to polymerized (elongated) β-tubulin 
at a specific hydrophobic receptor site. 

 

•  Taxane-tubulin  binding  promotes  a  stable 
tubulin 

conformation 

which 

renders 

the 

microtubules  resistant  to  depolymerization  and 
prone  to  polymerization.  In  turn,  this  interrupts 
the 

normal 

process 

of 

cell 

division. 

 

13 


background image

What  is  the  effect  of  paclitaxel  on  microtubule 
“dynamic instability”? 
What is the physicochemical advantage of docetaxel 
compared 

to 

paclitaxel? 

 

 

14 


background image

15 


background image

PROTEIN KINASE INHIBITORS 

The growth and proliferation of many tissues was under the 
control of the endocrine system, in which endocrine glands 
secreted hormones and that hormones or their antagonists 
were useful in controlling the overgrowth of these tissues. 

It was found later that other growth factors, many of which 
were  secreted  by  nearby  cells,  were  also  involved  in 
controlling the growth and proliferation of the target tissue 
and this became known as paracrine control

The  hormone  interaction  with  these  cell  surface  receptors 
resulted  in  growth  and  proliferation  of  cells.  There  are 
various  mechanisms  by  which  these  processes  occur,  but  a 
generalized  pathway  involves  interaction  of  a  growth  factor 
with  a  growth  factor  receptor  occurring  as  a  monomer 
present  in  the  phospholipid  bilayer  of  the  cell  membrane, 
which results in dimerization of the receptors. 

16 


background image

 

• 

Tyrosine  kinases  (TKs) 

are  a  subgroup  of  the 

much 

larger 

class 

of 

protein 

kinases. 

They  transfer  a  phosphate  group  from  ATP  to  a 
tyrosine residue in a protein. 

•  TKs  regulate  cell  proliferation,  differentiation, 
and  survival.  Aberrations  in  the  activity 
of  protein  tyrosine  kinases  (TKs)  are  associated 
with 

several 

forms 

of 

cancer. 

 

• 

Tyrosine 

kinases 

(TKs)

 

are 

divided 

into  two  classes, 

receptor  TKs

 

and 

non-receptor 

protein 

TKs

 

 

 

 

17 


background image

Receptor tyrosine kinases (RTKs):

 

• RTKs are composed of 
 
– an 

extracellular domain

, which is able to bind a 

specific ligand 
– a 

transmembrane domain

, and 

– an 

intracellular catalytic domain

, which is able to 

bind and 

phosphorylate

 selected substrates. 

 

18 


background image

Binding  of  a  ligand  to  the  extracellular  region 
causes  a  series  of 

structural  rearrangements 

in 

the  RTK  assembly  that  leads  to  its 

enzymatic 

activation

 

 

19 


background image

20 


background image

Examples  of  RTKs  include  epidermal  growth  factor 
receptor 

(EGFR), 

vascular  endothelial  growth  factor 

receptor 

(VEGFR), 

human  epidermal  growth  factor 

receptor  2 

(HER2)

,  and  platelet-derived  growth 

factor 

receptor 

(PDGFR).

 

 

21 


background image

Non-receptor tyrosine kinases (NRTKs): 

 

NRTKs are cytoplasmic protein kinases. 
Examples: 

Bcr-Abl

 

 

TK inhibitors: 

 

• 

Type  1  TK  inhibitors 

bind  to  the  active 

conformation of the kinase. 

 

• 

Type  2  TK  inhibitors 

inhibit  the  enzyme  in 

its 

inactive 

conformation. 

 

 

22 


background image

Imatinib 
 

NRTK

 inhibitor. 

 -

Type 2 

Bcr-Abl kinase inhibitor. 

 

 

 
 
  

It  was  developed  to  specifically  inhibit  this 
unique  TK  and  does  so  by  binding  to  the 
ATP-binding  pocket  and 

stabilizing  an 

inactive 

form 

of 

the 

enzyme. 

 

23 


background image

Specificity  for  the  BCR-ABL  kinase  is  not  complete 
because of structural similarity of TKs. 

24 


background image

Dasatinib

 

 
-

 

NRTK

 

inhibitor. 

- In contrast to imatinib, dasatinib is a mixed 

type 1

 and 

type 2

 Bcr-Abl kinase inhibitor.  

25 


background image

• Can bind to either an 

active

 or 

inactive

 form 

of the enzyme and is 100 times more potent 

compared with imatinib. It has the ability to 

overcome  resistance  associated  with  amino 

acid  alterations  that  leads  to  decreased 

affinity for imatinib. 

 

26 




رفعت المحاضرة من قبل: Tabarek Alshamarti
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 135 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل