Activité et spécificité
DPP8 et DPP9 ont une spécificité de substrat et d’inhibiteur très similaire. Comme de nombreux inhibiteurs de DPPIV utilisés auparavant semblent également inhiber DPP8 et DPP9, il est possible que ces enzymes soient responsables de certaines des fonctions attribuées à DPPIV.
Comme DPPIV et DPP8, DPP9 préfère Pro à la position P1 des substrats synthétiques. Avec Pro fixé en P1, (X-Pro-NHPhNO2) les résidus les plus favorisés par DPP9 (et DPP8) en position P2 sont des résidus hydrophobes et basiques, et les moins favorisés sont des résidus acides (Arg/Met/Leu/Lys > > Ala/Ser/Gly > > Glu/Asp/Asn). La plupart des données disponibles à ce jour indiquent que l’Arg-Pro-NHPhNO2 de base est un substrat préférable en termes d’affinité. Le taux de rotation, en revanche, est beaucoup plus lent par rapport à Ala-Pro- et Gly-Pro-NHPhNO2. Ceci contraste avec la spécificité de substrat beaucoup moins discriminante du DPPIV. Le clivage de Val-Ala-NHPhNO2 par DPP9892aa était moins efficace que les substrats avec Pro en P1 et Gly-Gly-, Ala-Ala- et Ala-Phe-NHPhNO2 n’étaient pas hydrolysés.
DPP9 hydrolysait les substrats fluorogènes Ala-Pro-7-amino-3-trifluorométhylcoumarine (-AFC) et Ala-Pro-, Gly-Pro-, Lys-Pro-, Trp-Pro-, Val-Pro- et Asp-Pro-AMC. En ce qui concerne les substrats chromogènes-NHPhNO2, Asp-Pro-AMC était le substrat le moins préféré pour le DPP9 dans cette série.
DPP8 et DPP9 présentent des cinétiques de Michaelis-Menten très similaires. Cependant, les rendements catalytiques vis-à-vis de leurs substrats sont généralement inférieurs à ceux du DPPIV. En comparant les données de la littérature sur les paramètres catalytiques, on observe plus d’écarts entre les différentes études pour DPP8 et DPP9 que ce n’est le cas pour DPPIV. En raison de la grande disponibilité, les substrats chromogènes et fluorogènes contenant Ala-Pro et Gly-Pro sont le plus souvent utilisés pour déterminer l’activité du DPP9. Dans les échantillons biologiques, il est obligatoire d’inclure un inhibiteur spécifique du DPPIV pour éliminer l’interférence du DPPIV dans les dosages.
En utilisant Ala-Phe-Pro-NHPhNO2, Ala-Ala-Pro-NHPhNO2, Ala-Ala-Ala-NHPhNO2 et Z-Gly-Pro-NHPhNO2 comme substrats, rDPP9 manque d’activité tripeptidase et endopeptidase. La déplétion de DPP8 ou de DPP9 dans les cellules avec un ARNsi n’a eu aucun effet sur le clivage des Arg-, Ala-Ala-Phe- et Suc-Leu-Leu-Val-Tyr-AMC. L’activité maximale du DPP9 sur des substrats chromogènes et fluorogènes dérivés de dipeptides a été observée dans la plage de pH de 7,4 à 8,5. En dessous d’un pH de 6,3 à 6,5, peu d’activité du DPP9 recombinant et naturel a été détectée. L’optimum de pH neutre soutient la localisation cytoplasmique.
Certains inhibiteurs initialement conçus pour le DPPIV inhibent également l’activité du DPP8/9. Les peptides de l’acide boronique, y compris le Val-boroPro, également connu sous le nom de Talabostat, se sont révélés être de puissants inhibiteurs d’une variété de protéases sélectives de type sérine de la proline (DPPII, DPPIV, DPP8, DPP9 et FAP). L’Allo-isoleucylthiazolidine, la Lys(Z-(NO2)) pyrrolidine et la Lys(Z-(NO2))thiazolidine étaient légèrement plus sélectives vis-à-vis de la DPP8/9 par rapport à la DPPIV. Une série d’α-aminoacyl-((2S, 4S)-4-azido-2-cyanopyrrolidines) a abouti à des composés avec des valeurs de Ki dans la gamme nanomolaire pour DPP8/9 et une sélectivité globale modeste envers DPPIV et DPPII.
La substitution du cycle thiazolidine de l’allo-isoleucyl thiazolidine par une fraction isoindoline a augmenté l’inhibition de DPP8 et de DPP9, tandis que l’inhibition de DPPIV a été significativement diminuée. Jiaang et coll. découverte d’inhibiteurs sélectifs de la DPP8/9 contenant une isoindoline à P1. Isoindoline avec une 1- (4,4′-difluorobenzhydryl) pipérazine au site P2 (1G244; PTX1210) est un inhibiteur de DPP8/9 très puissant et sélectif. 1G244 a des valeurs IC50 de 14 et 53 nM par rapport à DPP8 et DPP9, respectivement. Avec des valeurs de CI50 supérieures à 100 µM, on peut conclure que le 1G244 n’inhibe pas de manière significative le DPPIV, le FAP ou le DPPII. Fait intéressant, c’est un inhibiteur compétitif de liaison lente et serrée de DPP8, mais le composé se comporte comme un inhibiteur compétitif et réversible de DPP9. Contrairement à l’allo-Ile-isoindoline, la 1G244 a pénétré la membrane plasmique et n’a pas provoqué de symptômes toxicologiques significatifs chez le rat. Dans une autre série de mimétiques de l’isoindoline, le composé (2S, 3R)-2-amino-1- (5-fluoroisoindolin-2-yl)-3-méthylpentan-1-one a montré le meilleur équilibre entre puissance et sélectivité. Bien que son potentiel inhibiteur vis-à-vis du DPP8 soit similaire à celui de la structure mère, il y a eu une augmentation modeste et quadruple de la puissance vis-à-vis du DPP9 par rapport au DPP8. Jusqu’à présent, aucun inhibiteur dont l’affinité pour DPP8 et DPP9 diffère de plus de dix fois n’a été rapporté.
En maintenant la structure à base de dipeptides et en introduisant un fragment de phosphonate de diaryle en position P1, des inhibiteurs irréversibles de DPP8/9 ont été développés. Les dérivés du Bis(4-acétamidophényl)pyrrolidin-2-yle et de l’isoindoline-1-yle avec un résidu dibasique de lysine P2 sont de puissants inhibiteurs de la DPP8/9. Un certain nombre d’inhibiteurs dérivés de l’isoindoline de cette série se sont avérés combiner une bonne affinité et une sélectivité prononcée pour DPP8 et DPP9 en ce qui concerne DPPIV et DPPII.