BAI1 (Bax channel blocker)

别名: BAI1; BAI 1; BAI-1; Brain-specific angiogenesis inhibitor 1 3,6-二溴吲哚-alpha-(1-哌嗪甲基)-9H-咔唑-9-乙醇双盐酸盐
目录号: V5240 纯度: ≥98%
BAI1 是一种新型、有效、直接的 BAX 变构抑制剂,解离常数 (Kd) 为 15.0 ± 4 μM。
BAI1 (Bax channel blocker) CAS号: 335165-68-9
产品类别: Bcl-2
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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纯度: ≥98%

产品描述
BAI1 是一种新型、高效且直接的 BAX 变构抑制剂,其解离常数 (Kd) 为 15.0 ± 4 μM。在健康和病理状态下,BAX 在线粒体细胞死亡通路对多种刺激的反应中发挥着关键作用。胞质 BAX 在与仅含 BH3 结构域的蛋白结合后被激活,并以构象变化的方式易位,从而导致线粒体外膜通透性增加。尽管在多种疾病中,抑制 BAX 介导的细胞死亡具有明显的治疗潜力,但合理靶向 BAX 并开发抑制剂的努力仍然困难重重。BAI 类化合物能够抑制 BAX 激活过程中阻止其线粒体易位和寡聚化的构象变化。我们的研究结果揭示了一种高效靶向BAX的新型药理学范式,有助于合理设计BAX介导的细胞死亡抑制剂。
BAI1(BAX激活抑制剂1)是一种基于咔唑的小分子化合物,它直接结合于非活性BAX蛋白上一个此前未被发现的变构口袋(BAI位点),该口袋由α3、α4、α5和α6螺旋构成。它通过稳定疏水核心来抑制BAX的激活,从而阻止构象变化、线粒体转位和寡聚化。 BAI1 选择性抑制 BAX 依赖性细胞死亡,在 BAX 依赖性细胞死亡介导的疾病中具有潜在的治疗应用价值 [1]。
BAI1(Bax 通道阻滞剂)(CAS# 335165-68-9)是一种新型、高效且直接的 BAX 蛋白变构抑制剂,BAX 蛋白是线粒体凋亡通路的关键调节因子。BAI1 的分子式为 C₁₉H₂₁Br₂N₃O,分子量约为 540.12,是一种小分子化合物,其作用机制是通过与单体 BAX 结合并抑制其活化,从而阻止线粒体外膜通透性增加和随后的细胞死亡。BAI1 是一种用于研究细胞凋亡的科研化合物,不适用于人类治疗。
生物活性&实验参考方法
靶点
Bax (Kd = 15.0 μM)
BAI1 targets BAX (Bcl-2-associated X protein). The dissociation constant (Kd) for BAX binding is 15.0 ± 4 μM as determined by microscale thermophoresis. IC50 for inhibition of tBID-induced BAX-mediated membrane permeabilization is 3.3 μM. IC50 for inhibition of tBID-induced BAX membrane translocation is 5 ± 1 μM; for BIM SAHB-induced translocation, IC50 = 2 ± 1 μM. IC50 for inhibition of TNFα/cycloheximide-mediated caspase 3/7 activation in wild-type MEFs is 1.8 μM [1].
BAI1 directly targets the BAX protein, a pro-apoptotic member of the BCL-2 family. BAX plays a crucial role in the mitochondrial cell death pathway by, upon activation, translocating to the mitochondrial outer membrane and forming pores that lead to the release of cytochrome c. BAI1 acts as an allosteric inhibitor, binding to monomeric BAX with a dissociation constant (Kd) of 15.0 ± 4 μM and favoring an inactive conformation, thereby preventing its conformational activation, mitochondrial translocation, and oligomerization.
体外研究 (In Vitro)
BAX激活抑制剂1 (BAI1) 以剂量依赖的方式抑制tBID诱导的BAX介导的膜通透性增加,IC50值为3.3 μM。BAI1通过其独特的变构位点与单体BAX结合。虽然BAI1并不直接与激活剂竞争抑制溶液中BAX的构象激活和寡聚化,但它是通过一种有利于非活性BAX的变构机制来实现的。此外,BAI1以剂量依赖的方式抑制tBID (IC50 = 5 ± 1 μM) 或BIM SAHB (IC50 = 2 ± 1 μM) 诱导的BAX膜结合和转位,其IC50值与BAX介导的脂质体释放相当。 BAI1仅抑制BAX依赖性细胞死亡[1]。
BAI1直接与非活性BAX结合,Kd值为15.0 ± 4 μM(MST)。它抑制tBID诱导的BAX介导的脂质体膜通透性,IC50值为3.3 μM。BAI1在脂质体膜存在下抑制tBID诱导的BAX寡聚化和二聚化,这可通过BMH交联和SDS-PAGE检测。它抑制tBID诱导的BAX膜转位,IC50值为5 ± 1 μM;抑制BIM SAHB诱导的转位,IC50值为2 ± 1 μM。在基于核磁共振的激活实验中,BAI1 (100 μM) 可显著抑制 BIM SAHB 诱导的 BAX 构象激活和寡聚化,在 24 小时和 12 天时分别保留约 80% 和 50% 的单体 BAX。BAI1 在抗 BH3 结构域抗体的下拉实验中可抑制 BIM SAHB 诱导的 BAX BH3 结构域的暴露。BAI1 可提高 BAX 的热稳定性,使其激活温度升高约 10°C(从约 50°C 提高到约 60°C)。氢氘交换质谱和顺磁弛豫增强 (PRE) 实验表明,BAI1 能够保护 BAI 位点周围的区域以及 α5 螺旋的疏水核心残基 [1]。
体外实验表明,BAI1 是 Bax 介导的线粒体细胞色素 c 释放的强效抑制剂,IC₅₀ 为 0.52 μM。在脂质体释放实验中,BAI1 以剂量依赖的方式有效抑制 tBID 诱导的 BAX 介导的膜通透性,IC₅₀ 为 3.3 μM。此外,BAI1 还能抑制 tBID (IC₅₀ = 5 ± 1 μM) 或 BIM SAHB (IC₅₀ = 2 ± 1 μM) 引起的 BAX 与膜的结合和转位。该化合物特异性抑制 BAX 依赖性细胞死亡,并对 TNF-α 和环己酰亚胺诱导的小鼠胚胎成纤维细胞 (MEF) 凋亡表现出强效抑制作用,IC₅₀ 为 1.8 μM。
体内研究 (In Vivo)
在体内,BAI1作为一种特异性抑制BAX介导细胞凋亡的抑制剂,已被用作研究工具,探索其在多种疾病中预防BAX介导的细胞死亡的治疗潜力。通过抑制BAX的激活,BAI1有可能在缺血再灌注损伤和神经退行性疾病等病理条件下保护细胞免受凋亡性细胞死亡。然而,目前在动物疾病模型中,BAI1的具体体内疗效数据有限,因此该化合物仍主要作为研究BAX依赖性细胞凋亡通路的一种工具。
酶活实验
通过配体检测的一维 1H-NMR、STD、CPMG 实验和二维 1H-15N HSQC NMR 评估了 BAI1 与 BAX 的结合。对于配体检测 NMR,将 100-150 μM 的 BAI1 与未标记的 BAX (10-15 μM) 在 50 mM 磷酸钾、50 mM NaCl、pH 6.0、10% D2O 中孵育。STD 实验使用 -2000 Hz 的离共振频率和 450 Hz 的共振频率,饱和时间为 0.5-2 s。CPMG 实验使用 200 ms 的弛豫延迟。对于 HSQC,用浓度高达 150 μM 的 BAI1 滴定 15N 标记的 BAX (50 μM)。在 600 MHz 光谱仪上于 25°C 下采集光谱,并计算化学位移扰动 (CSP)。微尺度热泳 (MST):将 100 nM 标记的 BAX 与浓度递增的 BAI1 (150-0.5 μM) 在 MST 缓冲液(100 mM 磷酸钾,pH 7.4,150 mM NaCl)中孵育,超声处理 10 秒,装入毛细管,并使用 Monolith NT.115 进行分析,LED 功率为 30%,红外激光功率分别为 40% 和 60%;使用 1:1 结合模型确定 Kd。氢氘交换质谱 (HXMS):将 1 mg/ml BAX 单体或 BAX 与 BAI1 (2 mg/ml) 的混合物稀释于 D2O 缓冲液(8.3 mM Tris,150 mM NaCl,pDread 7.2)中,于 0°C 孵育 10 s、100 s 和 1000 s,淬灭,冷冻,并进行分析。顺磁弛豫增强 (PRE):将 50 μM 15N 标记的 BAX 与 200 μM BAI1 和 10 mM hy-TEMPO 混合,进行 HSQC 谱图采集,循环延迟时间为 5 s;PRE 计算为有/无 hy-TEMPO 时峰强度的比值 [1]。
BAI1 的体外结合实验通常采用无细胞体系来测定其与 BAX 蛋白的亲和力。这通常采用表面等离子共振 (SPR) 或等温滴定量热法 (ITC) 等技术进行。在标准实验方案中,纯化的重组 BAX 蛋白被固定在芯片上,然后将不同浓度的 BAI1 溶液流过芯片,以测定其解离常数 (Kd)。对于脂质体释放实验,将 BAI1 与脂质体、BAX 和激活剂 tBID 一起孵育,以评估其抑制 BAX 介导的膜通透性的能力。
细胞实验
在促凋亡因子TNF/CHX处理8小时后,检测野生型MEF细胞的Caspase 3/7活性,并比较是否同时给予推荐剂量的BAI1。
BAI1在基于细胞的实验中进行了测试。将野生型MEF细胞、BAK KO MEF细胞和BAX KO MEF细胞(96孔板,每孔1×10^4个细胞)用TNFα(促凋亡因子)和环己酰亚胺(CHX)处理8小时,同时给予或不给予指定剂量的BAI1。使用Caspase-Glo 3/7化学发光试剂检测Caspase-3/7的激活情况。BAI1抑制了野生型MEF细胞(IC50 = 1.8 μM)和BAK KO MEF细胞的凋亡,但对BAX KO MEF细胞没有抑制作用。将 OCI-AML3 细胞(2.5×10^3 个细胞/孔,接种于 384 孔板)在无血清培养基中用 BTSA1(BAX 直接激活剂)和 BAI1 或 DMSO 处理 2.5 小时,然后加入 10% FBS;6 小时后用 CellTiter-Glo 检测细胞活力。BAI1 呈剂量依赖性地抑制 BTSA1 诱导的细胞死亡。线粒体去极化测定:将用人 BAX 重组的 BAX-/- BAK-/- MEF(384 孔板中每孔 5,000 个细胞)用 BAI1(5、2.5、1.25 μM)或 DMSO 处理 2 小时,洗涤,然后用 JC-1(2 μM)、寡霉素(0.02 mg/ml)、洋地黄皂苷(0.05 mg/ml)、2-巯基乙醇(0.01 M)在 MEB 溶液(150 mM 甘露醇、10 mM HEPES-KOH、50 mM KCl、0.02 mM EGTA、0.02 mM EDTA、0.1% BSA、5 mM 琥珀酸,pH 7.5)中染色,然后用 5 μM BIM BH3 肽处理;在 545/590 nm 处测量荧光;BAI1 呈剂量依赖性地抑制 BIM BH3 诱导的线粒体去极化 [1]。
体外细胞 BAI1 检测通常使用野生型小鼠胚胎成纤维细胞 (MEF),并用 TNF-α 和环己酰亚胺等促凋亡刺激物处理以诱导 BAX 依赖性细胞凋亡。将细胞与不同浓度的 BAI1(例如,确定 IC₅₀ 为 1.8 µM)孵育一定时间(例如,8 小时),然后使用 caspase 3/7 活性等检测方法或测量线粒体释放的细胞色素 c 来量化细胞死亡。使用 BAX 敲除细胞作为阴性对照可以验证 BAI1 对 BAX 依赖性细胞死亡的特异性。
动物实验
通常进行BAI1的体内动物研究,以评估其在细胞凋亡起关键作用的疾病模型中的疗效。尽管已发表的具体实验方案有限,但常用的方法是腹腔注射BAI1给小鼠,剂量根据药代动力学和毒性研究确定。然后,在例如心肌梗死、中风或急性肾损伤等模型中评估该化合物减少组织损伤或改善功能结局的能力。然而,详细的实验方案在公开领域并不常见。
药代性质 (ADME/PK)
目前文献中对BAI1的具体药代动力学数据,例如半衰期、生物利用度和分布容积,描述尚不充分。基于其作为一种小分子亲脂性化合物(分子量约540,含溴原子)的理化性质,BAI1可能具有中等的口服生物利用度,并可能通过细胞色素P450酶进行代谢。在体内研究中,BAI1通常以DMSO或DMF等溶剂配制后给药,但其在动物模型中的药代动力学特征仍有待进一步阐明。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
由于BAI1主要是一种研究工具,因此公开文献中鲜有关于其全面的毒理学数据。应遵循研究用化学品的一般安全操作指南。作为一种细胞凋亡抑制剂,理论上存在促进非预期细胞存活(例如在癌症中)的风险,但这属于药效学效应,而非经典的毒理学终点。该化合物纯度≥98%,仅供研究用途,不得用于人类或兽医用途。
参考文献

[1]. Small-molecule allosteric inhibitors of BAX. Nat Chem Biol. 2019 Apr;15(4):322-330.

其他信息
1-(3,6-二溴-9-咔唑基)-3-(1-哌嗪基)-2-丙醇属于溴苯类和联苯类化合物。
BAI1 是一种小分子变构抑制剂,可与螺旋α3、α4、α5和α6交界处的新型口袋(BAI位点)结合,该位点不同于N端触发位点和典型的BH3沟槽。它能稳定BAX的非活性构象,从而阻止BH3诱导的构象变化、BH3结构域暴露、线粒体转位和寡聚化。BAI1 选择性抑制BAX依赖性(而非BAK依赖性)细胞死亡。它最初是通过BAX介导的细胞色素c释放试验筛选发现的。结构-活性关系 (SAR) 研究表明,二溴取代的咔唑环和哌嗪-丙醇延伸部分对活性至关重要。BAI1 是研究 BAX 激活机制的有效工具,并具有治疗 BAX 依赖性细胞死亡介导的疾病(例如心肌梗死、中风和神经退行性疾病)的潜力 [1]。
BAI1 是一种研究级 BAX 蛋白变构抑制剂,也称为 BAI 1、BAI-1 和脑特异性血管生成抑制剂 1。其作用机制涉及与单体 BAX 结合,抑制其构象激活和寡聚化。BAI1 是研究 BAX 介导的细胞凋亡在各种疾病中作用的重要工具。本产品仅供研究使用,不可用于诊断或治疗用途。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C19H21BR2N3O
分子量
540.11942
精确质量
536.958
元素分析
C, 48.85; H, 4.53; Br, 34.21; N, 8.99; O, 3.42
CAS号
335165-68-9
相关CAS号
335165-68-9
PubChem CID
2729027
外观&性状
White to off-white solid powder
沸点
388.1ºC at 760 mmHg
闪点
188.5ºC
LogP
5.456
tPSA
40.43
氢键供体(HBD)数目
2
氢键受体(HBA)数目
3
可旋转键数目(RBC)
4
重原子数目
25
分子复杂度/Complexity
422
定义原子立体中心数目
0
SMILES
OC(CN1CCNCC1)CN2C3=C(C4=C2C=CC(Br)=C4)C=C(Br)C=C3
InChi Key
KUUJEXLRLIPQQJ-UHFFFAOYSA-N
InChi Code
InChI=1S/C19H21Br2N3O/c20-13-1-3-18-16(9-13)17-10-14(21)2-4-19(17)24(18)12-15(25)11-23-7-5-22-6-8-23/h1-4,9-10,15,22,25H,5-8,11-12H2
化学名
1-(3,6-dibromocarbazol-9-yl)-3-piperazin-1-ylpropan-2-ol
别名
BAI1; BAI 1; BAI-1; Brain-specific angiogenesis inhibitor 1
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO: ~18 mg/mL (~38.5 mM)
Ethanol: ~3 mg/mL (~6.4 mM)
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: ≥ 1.87 mg/mL (4.00 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将100 μL 18.7 mg/mL澄清的DMSO储备液加入到400 μL PEG300中,混匀;再向上述溶液中加入50 μL Tween-80,混匀;然后加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备:将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中,得到澄清溶液。

配方 2 中的溶解度: ≥ 1.87 mg/mL (4.00 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 18.7 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 1.8514 mL 9.2572 mL 18.5144 mL
5 mM 0.3703 mL 1.8514 mL 3.7029 mL
10 mM 0.1851 mL 0.9257 mL 1.8514 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

生物数据图片
  • BAI1 binds to monomeric BAX at a novel allosteric site. Nat Chem Biol . 2019 Apr;15(4):322-330.
  • BAI1 allosterically inhibits BIM BH3-mediated BAX activation and oligomerization. Nat Chem Biol . 2019 Apr;15(4):322-330.
  • Structural and biochemical mechanism of BAI1-mediated BAX inhibition. Nat Chem Biol . 2019 Apr;15(4):322-330.
  • BAI1 inhibits cell death in BAX-dependent manner. Nat Chem Biol . 2019 Apr;15(4):322-330.
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