Kinase chemogenomics: Targeting the human kinome for target validation and drug discovery

Mini-Reviews in Medicinal Chemistry

Volumn 4, Issue 3, 2004, Pages 235-253

  ter Haar, E ^a   Walters, W P ^a   Pazhanisamy, S ^a   Taslimi, P ^a   Pierce, A C ^a   Bemis, G W ^a   Salituro, F G ^a   Harbeson, S L ^a  

^a VERTEX PHARMACEUTICALS   (United States)

Author keywords

Chemogenomics; JNK; Kinases; p38; REOS; Structure based drug design; Virtual screening; VX 745

Indexed keywords

4 (4 FLUOROPHENYL) 2 (4 HYDROXYPHENYL) 5 (4 PYRIDYL)IMIDAZOLE; 4 (4 FLUOROPHENYL) 2 (4 METHYLSULFINYLPHENYL) 5 (4 PYRIDYL)IMIDAZOLE; 5 (2,6 DICHLOROPHENYL) 2 (2,4 DIFLUOROPHENYLTHIO)PYRIMIDO[1,6 B]PYRIDAZIN 6 ONE; 5 (4 PYRIDINYL) 4 (4 FLUOROPHENYL) 1 (4 PIPERIDINYL)IMIDAZOLE; ADENOSINE TRIPHOSPHATE; BETA LACTAM ANTIBIOTIC; CYCLIN DEPENDENT KINASE 2; ETANERCEPT; GLYCINE; GLYCOGEN SYNTHASE KINASE 3BETA; GLYCOSIDE; IMATINIB; INFLIXIMAB; INTERLEUKIN 1BETA; MITOGEN ACTIVATED PROTEIN KINASE; MITOGEN ACTIVATED PROTEIN KINASE INHIBITOR; PD 173074; PHOSPHOTRANSFERASE INHIBITOR; PROTEIN KINASE; PROTEIN KINASE INHIBITOR; PROTEIN SERINE THREONINE KINASE; PROTEIN TYROSINE KINASE; PROTEIN TYROSINE KINASE INHIBITOR; STEROID; STRESS ACTIVATED PROTEIN KINASE; STRESS ACTIVATED PROTEIN KINASE INHIBITOR; SYNAPTOPHYSIN; TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA; UNCLASSIFIED DRUG; ENZYME INHIBITOR; LIGAND;

ARTHRITIS; BINDING SITE; BIOCHEMISTRY; BIOENGINEERING; COMPUTER PROGRAM; CROHN DISEASE; DRUG DESIGN; DRUG EFFICACY; DRUG IDENTIFICATION; DRUG POTENCY; DRUG PROTEIN BINDING; DRUG RESEARCH; DRUG SCREENING; DRUG SELECTIVITY; DRUG STRUCTURE; DRUG TARGETING; ENZYME ACTIVITY; ENZYME BINDING; ENZYME INHIBITION; ENZYME PHOSPHORYLATION; ENZYME STRUCTURE; ENZYMOLOGY; HIGH THROUGHPUT SCREENING; HUMAN; HUMAN GENOME; IC 50; INFORMATION SYSTEM; MATHEMATICAL COMPUTING; MOLECULAR LIBRARY; MULTIGENE FAMILY; NONHUMAN; PHARMACOGENOMICS; REVIEW; RHEUMATOID ARTHRITIS; SEPSIS; STRUCTURE ACTIVITY RELATION; STRUCTURE ANALYSIS; VALIDATION PROCESS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; GENETICS; GENOME; PHARMACOGENETICS;

BINDING SITES; DRUG DESIGN; ENZYME INHIBITORS; GENOME, HUMAN; HUMANS; LIGANDS; MODELS, MOLECULAR; PHARMACOGENETICS; PROTEIN KINASE INHIBITORS; PROTEIN KINASES; STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP;

EID: 2342476589     PISSN: 13895575     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/1389557043487367     Document Type: Review

References (99)

1. Venter, J. C.; Adams, M. D.; Myers, E. W.; Li, P. W.; Mural, R. J.; Sutton, G. G.; Smith, H. O.; Yandell, M.; Evans, C. A.; Holt, R. A.; Gocayne, J. D.; Amanatides, P.; Ballew, R. M.; Huson, D. H.; Wortman, J. R.; Zhang, Q.; Kodira, C. D.; Zheng, X. H.; Chen, L.; Skupski, M.; Subramanian, G.; Thomas, P. D.; Zhang, J.; Gabor Miklos, G. L.; Nelson, C.; Broder, S.; Clark, A. G.; Nadeau, J.; McKusick, V. A.; Zinder, N.; Levine, A. J.; Roberts. R. J.; Simon, M.; Slayman, C.; Hunkapiller, M.; Bolanos, R.; Delcher, A.; Dew, I.; Fasulo, D.; Flanigan, M.; Florea, L.; Halpern, A.; Hannenhalli, S.; Kravitz, S.; Levy, S.; Mobarry, C.; Reinert, K.; Remington, K.; Abu-Threideh, J.; Beasley, E.; Biddick, K.; Bonazzi, V.; Brandon, R.; Cargill, M.; Chandramouliswaran, I.; Charlab, R.; Chaturvedi, K.; Deng, Z.; Di Francesco, V.; Dunn, P.; Eilbeck, K.; Evangelista, C.; Gabrielian, A. E.; Gan, W.; Ge, W.; Gong, F.; Gu, Z.; Guan, P.; Heiman, T. J.; Higgins, M. E.; Ji, R. R.; Ke, Z.; Ketchum, K. A.; Lai, Z.; Lei, Y.; Li, Z.; Li, J.; Liang, Y.; Lin, X.; Lu, F.; Merkulov, G. V.; Milshina, N.; Moore, H. M.; Naik, A. K.; Narayan, V. A.; Neelam, B.; Nusskern, D.; Rusch, D. B.; Salzberg, S.; Shao, W.; Shue, B.; Sun, J.; Wang, Z.; Wang, A.; Wang, X.; Wang, J.; Wei, M.; Wides, R.; Xiao, C.; Yan, C. Science 2001, 291, 1304.
2. Lander, E. S.; Linton, L. M.; Birren, B.; Nusbaum, C.; Zody, M. C.; Baldwin, J.; Devon, K.; Dewar, K.; Doyle, M.; FitzHugh, W.; Funke, R.; Gage, D.; Harris, K.; Heaford, A.; Howland, J.; Kann, L.; Lehoczky, J.; LeVine, R.; McEwan, P.; McKernan, K.; Meldrim, J.; Mesirov, J. P.; Miranda, C.; Morris, W.; Naylor, J.; Raymond, C.; Rosetti, M.; Santos, R.; Sheridan, A.; Sougnez, C.; Stange-Thomann, N.; Stojanovic, N.; Subramanian, A.; Wyman, D.; Rogers, J.; Sulston, J.; Ainscough, R.; Beck, S.; Bentley, D.; Burton, J.; Clee, C.; Carter, N.; Coulson, A.; Deadman, R.; Deloukas, P.; Dunham, A.; Dunham, I.; Durbin, R.; French, L.; Grafham, D.; Gregory, S.; Hubbard, T.; Humphray, S.; Hunt, A.; Jones, M.; Lloyd, C.; McMurray, A.; Matthews, L.; Mercer, S.; Milne, S.; Mullikin, J. C.; Mungall, A.; Plumb, R.; Ross, M.; Shownkeen, R.; Sims, S.; Waterston, R. H.; Wilson, R. K.; Hillier, L. W.; McPherson, J. D.; Marra, M. A.; Mardis, E. R.; Fulton, L. A.; Chinwalla, A. T.; Pepin, K. H.; Gish, W. R.; Chissoe, S. L.; Wendl, M. C.; Delehaunty, K. D.; Miner, T. L.; Delehaunty, A.; Kramer, J. B.; Cook, L. L.; Fulton, R. S.; Johnson, D. L.; Minx, P. J.; Clifton, S. W.; Hawkins, T.; Branscomb, E.; Predki, P.; Richardson, P.; Wenning, S.; Slezak, T.; Doggett, N.; Cheng, J. F.; Olsen, A.; Lucas, S.; Elkin, C.; Uberbacher, E.; Frazier, M. Nature 2001, 409, 860.
3. Hopkins, A. L.; Groom, C. R. Nature Rev. Drug Disc. 2002, 1, 727.
4. Manning, G.; Whyte, D. B.; Martinez, R.; Hunter, T.; Sudarsanam, S. Science 2002, 298, 1912.
5. Caron, P. R.; Mullican, M. D.; Mashal, R. D.; Wilson, K. P.; Su, M. S.; Murcko, M. A. Current Opinion in Chemical Biology 2001, 5, 464.
6. Knuutila, S.; Bjorkqvist, A.-M.; Autio, K.; Tarkkaqnen, M.; Wolf, M.; Monni, O.; Szymanska, J.; Larramendy, M. L.; Tapper, J.; Pere, H.; El-Rafai, W.; Hemmer, S.; Wasenius, V.-M.; Vidgren, V.; Zhu, Y. Am. J. Path. 1998, 152, 1107.
7. Laird, A. D.; Cherrington, J. M. Expert. Opin. Investig. Drugs 2003, 12, 51.
8. Kumar, C. C.; Madison, V. Expert. Opin. Emerging Drugs 2001, 6, 303.
9. Knighton, D. R.; Zheng, J. H.; Ten Eyck, L. F.; Ashford, V. A.; Xuoung, N. H.; Taylor, S. S.; Sowadski, J. M. Science 1991, 253, 407.
10. Knighton, D. R.; Zheng, J. H.; Ten Eyck, L. F.; Xuoung, N. H.; Taylor, S. S.; Sowadski, J. M. Science 1991, 253, 414.
11. Zheng, J. H.; Trafney, E. A.; Knighton, D. R.; Xuoung, N. H.; Taylor, S. S.; Ten Eyck, L. F.; Sowadski, J. M. Acta Crystallogr. 1993, D49, 362.
12. Zheng, J. H.; Knighton, D. R.; Ten Eyck, L. F.; Karlsson, R.; Xuoung, N. H.; Taylor, S. S.; Sowadski, J. M. Biochemistry 1993, 32, 2154.
13. Yamaguchi, H.; Hendrickson, W. A. Nature 1996, 384, 484.
14. Lisnock, J.-M.; Tebben, A.; Frantz, B.; O'Neill, E. A.; Croft, G.; O'Keefe, S. J.; Li, B.; Hacker, C.; de Laszlo, S.; Smith, A.; Libby, B.; Liverton, N.; Hermes, J.; LoGrasso, P. Biochemistry 1998, 37, 16573.
15. Hubbard, S. R.; Till, J. H. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 373.
16. ter Haar, E.; Col, J. T.; Austen, D. A.; Hsiao, H.-M.; Swenson, L.; Jain, J. Nat. Struc. Biol. 2001, 8, 593.
17. Brown, N. R.; Noble, M. E.; Endicott, J. A.; Johnson, L. N. Nat. Cell Biol. 1999, 1, 438.
18. Wilson, K. P.; McCaffrey, P. G.; Hsiao, K.; Pazhanisamy, S.; Galullo, V.; Bemis, G. W.; Fitzgibbon, M. J.; Caron, P. R.; Murcko, M. A.; Su, M. S. Chem. Biol 1997, 4, 423.
19. Robinson, M. J.; Harkins, P. C.; Zhang, J.; Baer, R.; Haycock, J. W.; Cobb, M. H.; Goldsmith, E. J. Biochemistry 1996, 35, 5641.
20. Canagarajah, B. J.; Khokhlatchev, A.; Cobb, M. H.; Goldsmith, E. J. Cell 1997, 90, 859.
21. Bellon, S.; Fitzgibbon, M. J.; Fox, T.; Hsiao, H. M.; Wilson, K. P. Struc. Fold. Des. 1999, 7, 1057.
22. Schindler, T.; Sicheri, F.; Pico, A.; Gazit, A.; Levitski, A.; Kuriyan, J. Mol. Cell 1999, 3, 639.
23. Mohammedi, M.; Froum, S.; Hamby, J. M.; Schroeder, M. C.; Panek, R. L.; Liu, G. H.; Eliseenkova, A. V.; Green, D.; Schlessinger, J.; Hubbard, S. R. EMBO J. 1998, 17, 5896.
24. Schindler, T.; Bornmann, W.; Pellicena, P.; Miller, W. T.; Clarkson, B.; Kuriyan, J. Science 2000, 289, 1938.
25. Nagar, B.; Bornmann, W.; Pellicena, P.; Schindler, T.; Veach, D.; Miller, W.; Clarkson, B.; Kuriyan, J. Cancer Res 2002, 62, 4236.
26. Macdonald, S. J. F.; Smith, P. W. Drug Disc. Today 2001, 6, 947.
27. Ramesha, C. S. Drug Disc. Today 2000, 5, 43.
28. Michne, W. F. Pharma. News 1996, 3, 19.
29. Kenny, B. A.; Bushfield, M.; Parry-Smith, D. J.; Fogarty, S.; Treherne, J. M. Prog. Drug Res. 1998, 51, 245.
30. Broach, J. R.; Thorner, J. Nature 1996, 384, 14.
31. Labaudiniere, R. F. Drug Discov. Today 1998, 3, 511.
32. Walters, W. P.; Murcko, M. A. Advanced Drug Delivery Reviews 2002, 54, 255.
33. Walters, W. P.; Ajay; Murcko, M. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 1999, 3, 384.
34. Clark, D. E.; Pickett, S. D. Drug Disc. Today 2000, 5, 49.
35. Lipinski, C. A.; Lombardo, F.; Dominy, B. W.; Feeney, P. J. Adv. Drug Deliv. Rev. 1997, 23, 3.
36. Spencer, R. W. Biotechnology and Bioengineering 1998, 61, 61.
37. Walters, W. P.; Namchuk, M. N. Nat. Rev. Drug Disc. 2003, 2, 259.
38. Muegge, I.; Rarey, M. In Reviews in Computational Chemistry, Volume 17; Lipkowitz, K. B.; Boyd, D. B. Eds.; Wiley: New York, NY, 2001; pp 1.
39. Boehm, H.-J.; Stahl, M. In Reviews in Computational Chemistry, Volume 18; Lipkowitz, K. B., Boyd, D. B., Eds.; Wiley: New York, NY, 2002; pp 41.
40. Charifson, P. S.; Corkery, J. J.; Murcko, M. A.; Walters, W. P. J. Med. Chem. 1999, 42, 5100.
41. Sheridan, R. P.; Kearsley, S. K. Drug Discov. Today 2002, 7, 903.
42. Nilakantan, R.; Bauman, N.; Dixon, J. S.; Venkataraghavan, R. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1986, 27, 82.
43. Carhart, R. E.; Smith, D. H.; Venkataraghavan, R. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1984, 25, 64.
44. Willett, P.; Barnard, J. M.; Downs, G. M. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1998, 38, 983.
45. Good, A. C.; Mason, J. S. In Reviews in Computational Chemistry, Volume 7; Lipkowitz, K. B.; Boyd, D. B. Eds.; Wiley: New York, NY, 1995; pp 67.
46. Agrafiotis, D. K.; Myslik, J. C.; Salemme, F. R. Molecular Diversity 1998, 4, 1.
47. Kier, L. B.; Hall, L. H. Molecular Structure Description: The Electrotopological State; Academic Press: New York, NY, 1999.
48. Oprea, T. I. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 384.
49. Pearlman, R. S.; Smith, K. M. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1999, 39, 28.
50. Bemis, G. W.; Murcko, M. A. J. Med. Chem. 1996, 39, 2887.
51. Landro, J. A.; Taylor, I. C. A.; Stirtan, W. G.; Osterman, D. G.; Kristie, J.; Hunnicutt, E. J.; Rae, P. M. M.; Sweetman, P. M.. J. Pharmacol. Toxicol. Methods 2000, 44, 273.
52. McGovern, S. L.; Caselli, E.; Grigorieff, N.; Shoichet, B. K. J. Med. Chem. 2002, 45, 1712.
53. Namchuk, M. N. Targets 2002, 1, 125.
54. Davies, S. P.; Reddy, H.; Caivano, M.; Cohen, P. Biochem. J. 2000, 351, 95.
55. Hanke, J. H.; Gardner, J. P.; Dow, R. L.; Changelian, P. S.; Brissette, W. H.; Weringer, E. J.; Pollok, B. A.; Connelly, P. A. J. Biol. Chem. 1996, 271, 695.
56. Tatton, L.; Morley, G. M.; Chopra, R.; Khwaja, A. J. Biol. Chem. 2003, 278, 4847.
57. Parker, G. J.; Law, L. L.; Lenoch, F. J.; Bolger, R. E. J. Biomol. Screening 2000, 5, 77.
58. Sills, M. A.; Weiss, D.; Pham, Q.; Schweitzer, R.; Wu, X.; Wu, J. J. J. Biomol. Screening 2002, 7, 191.
59. Cook, P. F.; Neville Jr., M. E.; Vrana, K. E.; Hartl, T.; Roskoski Jr., R. Biochemistry 1982, 21, 5794.
60. Kauvar, L. M.; Higgins, D. L.; Villar, H. O.; Sportsman, J. R.; Engqvist-Goldstein, A.; Bukar, R.; Bauer, K. E.; Dilley, H.; Rocke, D. M. Chem. Biol. 1995, 2, 107.
61. Frye, S. V. Chem. Biol. 1999, 6, R3.
62. Fox, T.; Coll, J. T.; Xie, X.; Ford, P. J.; Germann, U. A.; Porter, M. D.; Pazhanisamy, S.; Fleming, M. A.; Galullo, V.; Su, M. S.; Wilson, K. P. Protein Sci. 1998, 7, 2249.
63. Bohmer, F. D.; Karagyozov, L.; Uecker, A.; Serve, H.; Botzki, A.; Mahboobi, S.; Dove, S. 2003, 278, 5148.
64. Badger, A. M.; Bradbeer, J. N.; Votta, B.; Lee, J. C.; Adams, J. L.; Griswold, D. E. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1996, 279, 1453.
65. Dinarello, C. A. Curr. Opin. Immunol. 1991, 3, 941.
66. Dinarello, C. A. Blood 1996, 87, 2095.
67. Tracey, K. J.; Cerami, A. Annu Rev Med 1994, 45, 491.
68. Jarvis, B.; Faulds, D. Drugs 1999, 57, 945.
69. Garrison, L.; McDonnell, N. D. Ann. Rheum. Dis. 1999, 58 (Suppl. 1), 65.
70. Maini, R.; Clair, E. W.; Breedveld, F.; Furst, D.; Kalden, J.; Weisman, M.; Smolenm, J.; Emery, P.; Harriman, G.; Feldmann, M.; Lipsky, P. Lancet 1999, 354, 1932.
71. Present, D. H.; Rutgeerts, P.; Targan, S.; Hanauer, S. B.; Mayer, L.; van Hogezand, R. A.; Podolsky, D. K.; Sands, B. E.; Braakman, T.; DeWoody, K. L.; Schaible, T. F.; van Deventer, S. J. N. Eng. J. Med. 1999, 340, 1398.
72. Rutgeerts, P. Aliment. Pharmacol. Ther. 1999, 13 (Suppl. 4), 9.
73. Lee, J. C.; Laydon, J. T.; McDonnell, P. C.; Gallagher, T. F.; Kumar, S.; Green, D.; McNulty, D.; Blumenthal, M. J.; Heys, J. R.; Landvatter, S. W.; et al. Nature 1994, 372, 739.
74. Lechner, C.; Zahalka, M. A.; Giot, J. F.; Moller, N. P.; Ullrich, A. Proc Natl Acad Sci USA 1996, 93, 4355.
75. Jiang, Y.; Gram, H.; Zhao, M.; New, L.; Gu, J.; Feng, L.; Di Padova, F.; Ulevitch, R. J.; Han, J. J. Biol. Chem. 1997, 272, 30122.
76. Cuenda, A.; Rouse, J.; Doza, Y. N.; Meier, R.; Cohen, P.; Gallagher, T. F.; Young, P. R.; Lee, J. C. FEBS Lett. 1995, 364, 229.
77. Salituro, F. G.; Bemis, G. W.; Germann, U. A.; Duffy, J. P.; Galullo, V. P.; Harrington, E. M.; Pazhanisamy, S.; Ford, P. J.; Cepek, K. L.; Wang, Y.-M. C.; Bellon, S. F.; Ku, G.; Wilson, K. P.; Su, M. S.-S. In XXXVIIemes Rencontres Internationales de Chimie Therapeutique; Elsevier: Tours, France, 2001; Vol. 28, pp 173.
78. Hanks, S. K.; Quinn, A. M. Methods Enzymol. 1991, 200, 38.
79. Salituro, F.; Galullo, V.; Bellon, S.; Bemis, G. W.; Cochran, J. In WO99/58502, 1999.
80. Irving, E. A.; Barone, F. C.; Reith, A. D.; Hadingham, S. J.; Parsons, A. A. Brain Res. Mol. Brain Res. 2000, 77, 65.
81. Hayashi, T.; Sakai, K.; Sasaki, C.; Zhang, W. R.; Warita, H.; Abe, K. Neurosci. Lett. 2000, 284, 195.
82. Barone, F. C.; Parsons, A. A. Exp. Opin. Invest. Drugs 2000, 9, 2281.
83. Fejzo, J.; Lepre, C. A.; Peng, J. W.; Bemis, G. W.; Ajay; Murcko, M. A.; Moore, J. M. Chemistry & Biology 1999, 6, 755.
84. Lepre, C. A.; Peng, J.; Fejzo, J.; Abdul-Manan, N.; Pocas, J.; Jacobs, M.; Xie, X.; Moore, J. M. Comb. Chem. High Throughput Screen. 2002, 5, 583.
85. Sinha, S.; Corey, S. J. J. Hematotherapy Stem Cell Res. 1999, 8, 465.
86. Bolen, J. B.; Brugge, J. S. Annu. Rev. Immunol. 1997, 15, 371.
87. Green, J.; Bemis, G. W.; Grillot, A-L.; Ledeboer, M.; Salituro, F.; Harrington, E. M.; Gao, H.; Baker, C.; Cao, J.; Hale, M. In WO0112621; Vertex Pharmaceuticals Incorporated, 2001.
88. Parang, K.; Till, J. H.; Ablooglu, A. J.; Kohanski, R. A.; Hubbard, S. R.; Cole, P. A. Nat. Struc. Biol. 2001, 8, 37.
89. Favelyukis, S.; Till, J. H.; Hubbard, S. R.; Miller, W. T. Nat. Struc. Biol. 2001, 8, 1058.
90. Stamos, J.; Sliwkowski, M. X.; Eigenbrot, C. J. Biol. Chem. 2002, 277, 46265.
91. Mohammadi, M.; McMahon, G.; Sun, L.; Tang, C.; Hirth, P.; Yeh, B. K.; Hubbard, S. R.; Schlessinger, J. Science 1997, 276, 955.
92. Wybenga-Groot, L. E.; Baskin, B.; Ong, S. H.; Tong, J.; Pawson, T.; Sicheri, F. Cell 2001, 106, 745.
93. Xu, W.; Doshi, A.; Lei, M.; Eck, M. J.; Harrison, S. C. Cell 1999, 3, 629.
94. Sicheri, F.; Moarefi, I.; Kuriyan, J. Nature 1997, 385, 602.
95. Mao, C.; Zhou, M.; Uckun, F. M. J. Biol. Chem. 2001, 276.
96. Lamers, M. B. A. C.; Antson, A. A.; Hubbard, R. E.; Scott, R. K.; Williams, D. H. J. Mol. Biol. 1999, 285, 713.
97. Wilson, K. P.; Fitzgibbon, M. J.; Caron, P. R.; Griffith, J. P.; Chen, W.; McCaffrey, P. G.; Chambers, S. P.; Su, M. S. J. Biol. Chem. 1996, 271, 27696.
98. Xie, X.; Gu, Y.; Fox, T.; Coll, J. T.; Fleming, M. A.; Markland, W.; Caron, P. R.; Wilson, K. P.; Su, M. S. Structure 1998, 6, 983.
99. Kimble, R. B.; Matayoshi, A. B.; Yannice, J. L.; Kung, V. T.; Williams, C.; Pacifici, R. Endocrinology 1995, 136, 3054.