In a number of recent studies, information about the structure of large polyatomic ions has been deduced from gas phase ion mobility measurements by comparing mobilities measured in helium to those estimated for assumed geometries using a hard sphere projection approximation. To examine the validity of this approach, we have compared mobilities calculated using the hard sphere projection approximation for a range of fullerenes (C20−C240) to those determined from trajectory calculations with a more realistic He−fullerene potential. The He−fullerene potential we have employed, a sum of two-body 6-12 interactions plus a sum of ion-induced dipole interactions, was calibrated using the measured mobility of C60+ in helium over an 80−380 K temperature range. For the systems studied, the long-range interactions between the ion and buffer gas have a small, less than 10%, effect on the calculated mobility at room temperature. However, the effects are not insignificant, and in many cases it will be necessary to consider the long-range interactions if the correct structural assignments are to be made from measured ion mobilities.

Abstract PRMT5 and its substrate adaptor proteins (SAPs), pICln and Riok1, are synthetic lethal dependencies in MTAP-deleted cancer cells. SAPs share a conserved PRMT5 binding motif (PBM) which mediates binding to a surface of PRMT5 distal to the catalytic site. This interaction is required for methylation of several PRMT5 substrates, including histone and spliceosome complexes. We screened for small molecule inhibitors of the PRMT5-PBM interaction and validated a compound series which binds to the PRMT5-PBM interface and directly inhibits binding of SAPs. Mode of action and structure determination studies revealed that these compounds form a covalent bond between a halogenated pyridazinone group and cysteine 278 of PRMT5. Optimization of the starting hit produced a lead compound, BRD0639, which engages the target in cells, disrupts the PRMT5-RIOK1 complex, and reduces substrate methylation. BRD0639 is a first-in-class PBM-competitive small molecule that can support studies of PBM-dependent PRMT5 activities and the development of novel PRMT5 inhibitors that selectively target these functions.

ABSTRACT Prion disease is a rapidly progressive neurodegenerative disorder caused by misfolding and aggregation of the prion protein (PrP), and there are currently no therapeutic options. PrP ligands could theoretically antagonize prion formation by protecting the native protein from misfolding or by targeting it for degradation, but no validated small-molecule binders have been discovered to date. We deployed a variety of screening methods in an effort to discover binders of PrP, including 19 F-observed and saturation transfer difference (STD) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, differential scanning fluorimetry (DSF), DNA-encoded library selection, and in silico screening. A single benzimidazole compound was confirmed in concentration-response, but affinity was very weak ( K d > 1 mM), and it could not be advanced further. The exceptionally low hit rate observed here suggests that PrP is a difficult target for small-molecule binders. While orthogonal binder discovery methods could yield high affinity compounds, non-small-molecule modalities may offer independent paths forward against prion disease.

Antisense oligonucleotides (ASOs) designed to lower prion protein (PrP) expression in the brain through RNAse H1-mediated degradation of PrP RNA are in development as prion disease therapeutics. ASOs were previously reported to sequence-independently interact with PrP and inhibit prion accumulation in cell culture, yet in vivo studies using a new generation of ASOs found that only PrP-lowering sequences were effective at extending survival. Cerebrospinal fluid (CSF) PrP has been proposed as a pharmacodynamic biomarker for trials of such ASOs, but is only interpretable if PrP lowering is indeed the relevant mechanism of action in vivo and if measurement of PrP is unconfounded by any PrP-ASO interaction. Here we examine the PrP-binding and antiprion properties of ASOs in vitro and in cell culture. Binding parameters determined by isothermal titration calorimetry were similar across all ASOs tested, indicating that ASOs of various chemistries bind full-length recombinant PrP with low- to mid-nanomolar affinity in a sequence-independent manner. Nuclear magnetic resonance, dynamic light scattering, and visual inspection of ASO-PrP mixtures suggested, however, that this interaction is characterized by the formation of large aggregates, a conclusion further supported by the salt dependence of the affinity measured by isothermal titration calorimetry. Sequence-independent inhibition of prion accumulation in cell culture was observed. The inefficacy of non-PrP-lowering ASOs against prion disease in vivo may be because their apparent activity in vitro is an artifact of aggregation, or because the concentration of ASOs in relevant compartments within the central nervous system (CNS) quickly drops below the effective concentration for sequence-independent antiprion activity after bolus dosing into CSF. ELISA-based measurements of PrP concentration in human CSF were not impacted by the addition of ASO. These findings support the further development of PrP-lowering ASOs and of CSF PrP as a pharmacodynamic biomarker.