Z-WEHD-FMK

别名: N-[苄氧羰基]-L-色氨酰-L-ALPHA-谷氨酰-N-[(1S)-3-氟-1-(2-甲氧基-2-氧代乙基)-2-氧代丙基]-L-组胺酰胺甲基酯
目录号: V39660 纯度: ≥98%
Z-WEHD-FMK 是一种新型、高效、细胞渗透性且不可逆的 caspase-1/5 抑制剂。
Z-WEHD-FMK CAS号: 210345-00-9
产品类别: New2
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
Z-WEHD-FMK 是一种新型的、高效的、可透过细胞膜的、不可逆的 caspase-1/5 抑制剂。Z-WEHD-FMK 对组织蛋白酶 B 的活性也表现出显著的抑制作用(IC50=6 μM)。Z-WEHD-FMK 可用于检测细胞凋亡的证据。
Z-WEHD-FMK 是一种强效、可透过细胞膜且不可逆的炎症性半胱天冬酶抑制剂,尤其针对半胱天冬酶-1 和半胱天冬酶-5。它对半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶 B 也具有显著的抑制作用。该化合物是一种修饰肽,含有氟甲基酮 (FMK) 基团,该基团作为亲电“弹头”,可与这些靶蛋白酶活性位点的半胱氨酸残基发生共价且不可逆的结合。Z-WEHD-FMK 作为一种化学工具,广泛应用于细胞生物学研究中,用于研究半胱天冬酶-1 和半胱天冬酶-5 在炎症过程中的作用,包括细胞焦亡以及促炎细胞因子(如 IL-1beta 和 IL-18)的成熟。
生物活性&实验参考方法
靶点
Caspase-1, caspase-5, and cathepsin B.
体外研究 (In Vitro)
Z-WEHD-FMK(80 μM;9 小时)几乎完全阻断了沙眼衣原体引起的 golgin-84 裂解,并提高了细胞中 GM130 的表达 [1]。Z-WEHD-FMK 成功抑制了 0909I E. 在暴露于 E. piscicida 前 30 分钟引起的细胞焦亡形态和 E. piscicida 诱导的 ZF4 细胞毒性。此外,它还能预防胞质 LPS 引起的细胞毒性 [2]。值得注意的是,Z-WEHD-FMK(20 μM;在 Cr3+、Ni2+ 和 Co2+ 处理后 18-24 小时)可使 IL-1β 的产生减少 76%-86%,在 200-400 ppm Cr3+ 处理下也观察到类似的减少(35%)。当Ni2+浓度为48 ppm或更高时,caspase-1抑制剂可使Co2+浓度降低40%至45%。最终,caspase-1抑制剂可将Co2+浓度降低至6 ppm时的检测阈值以下,而在骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)中,当浓度为12至24 ppm时,Co2+浓度的降低幅度可能在40%至48%之间[3]。
Z-WEHD-FMK 是一种强效、可透过细胞膜且不可逆的炎症性 caspase-1 和 caspase-5 抑制剂。它对组织蛋白酶 B 的活性也具有显著的抑制作用,IC50 为 6 uM。Z-WEHD-FMK 通过共价修饰活性位点半胱氨酸,阻断这些酶的蛋白水解活性。在细胞实验中,用 Z-WEHD-FMK(80 uM;9 小时)处理可几乎完全阻断沙眼衣原体诱导的 golgin-84 裂解,并增加 GM130 的表达,表明 caspase-1 活性受到显著抑制。在暴露于爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)前 30 分钟加入 Z-WEHD-FMK,可有效抑制爱德华氏菌诱导的 ZF4 细胞毒性和焦亡形态。此外,Z-WEHD-FMK 还能抑制胞质 LPS 递送诱导的细胞毒性。在金属诱导的炎症模型中,Z-WEHD-FMK(20 uM;18-24 小时)处理可显著降低 Cr3⁺、Ni2⁺ 和 Co2⁺ 离子引起的 IL-1β 释放,降低幅度达 76% 至 86%。这证实了其作为炎症小体激活的强效抑制剂的作用。WEHD 序列是 caspase-1 和 -5 的优先识别基序,这解释了该抑制剂对这两种 caspase 的选择性高于其他家族成员(如 caspase-3)。
体内研究 (In Vivo)
Z-WEHD-FMK 主要用作体外工具来解析炎症通路,目前关于其在动物模型中体内系统疗效的公开数据有限。然而,它已成功用于小鼠体内实验,以证实 caspase-1 在炎症模型中的作用。例如,在脓毒症或急性肺损伤的小鼠模型中,在进行刺激(例如,LPS 或细菌)之前腹腔注射 Z-WEHD-FMK,可降低血清和支气管肺泡灌洗液 (BALF) 中 IL-1β 和 IL-18 的水平,并提高存活率。这些作用直接归因于 caspase-1 的抑制以及随之而来的细胞焦亡和细胞因子成熟的减少。这些数据支持将 caspase-1/5 抑制剂用作潜在的抗炎疗法。然而,由于 Z-WEHD-FMK 的肽类性质和潜在的脱靶效应,它主要被视为一种研究工具,而非候选药物。
酶活实验
采用荧光法或比色法测定Z-WEHD-FMK对caspase-1的体外抑制活性。典型的测定方法如下:将重组人caspase-1激活后,加入测定缓冲液(例如,50 mM HEPES,pH 7.4,100 mM NaCl,10 mM DTT,1 mM EDTA,0.1% CHAPS)中,并加入不同浓度的Z-WEHD-FMK(通常为0.1 nM至100 uM),于室温下孵育30-60分钟。预孵育后,向反应混合物中加入caspase-1特异性荧光肽底物,例如Ac-WEHD-AMC(7-氨基-4-甲基香豆素)或Ac-WEHD-AFC(7-氨基-4-三氟甲基香豆素)。活性 caspase-1 对底物的切割会释放出荧光标记的 AMC 或 AFC 基团。使用荧光微孔板读数仪监测荧光强度随时间的变化(AMC 的激发波长:380 nm,发射波长:460 nm;AFC 的激发波长:400 nm,发射波长:505 nm)。初始反应速率 (V0) 由荧光强度线性增加的部分计算得出。IC50 值通过绘制反应速率与抑制剂浓度的关系曲线,并将数据拟合到剂量-反应抑制曲线来确定。使用类似的底物(例如 Ac-WEHD-AMC)进行相同的检测,以评估 caspase-5 的抑制情况。为了确认不可逆结合,进行稀释或“跳跃稀释”实验。将 caspase 与高浓度抑制剂预孵育较长时间,然后取一定量的预孵育液稀释到含有底物的大体积检测缓冲液中。如果抑制是不可逆的(共价的),即使稀释后酶活性仍然很低。对于组织蛋白酶B,可以使用类似的测定方法,但要使用组织蛋白酶B特异性底物,例如Z-RR-AMC,最佳pH值为5.5-6.0。
细胞实验
Western Blot 分析[1]
细胞类型: 沙眼衣原体感染或假感染的 HeLa 细胞
测试浓度: 80 μM
孵育时间: 9 小时
实验结果: 高尔基体蛋白-84 和 GM130 的表达增加。

细胞活力检测[2]
细胞类型: 无支原体感染的 ZF4 细胞
测试浓度:
孵育时间: 暴露于 E. piscicida 前 30 分钟
实验结果: 抑制 ZF4 细胞的细胞毒性和焦亡形态。
Z-WEHD-FMK 的细胞活性在培养的巨噬细胞中进行评估,例如人单核细胞系 THP-1 或原代小鼠骨髓来源巨噬细胞 (BMDM)。为了将 THP-1 细胞分化为巨噬细胞样细胞,用佛波醇酯 (PMA,100 ng/mL) 处理 48-72 小时。然后,用脂多糖 (LPS,例如 100 ng/mL) 处理分化的巨噬细胞 4 小时,以诱导前体 IL-1β 和 NLRP3 炎症小体成分的表达。之后,洗涤细胞,并在无血清培养基中用不同浓度的 Z-WEHD-FMK(通常为 1-100 μM)处理 30-60 分钟。随后,用特定的炎症小体激活剂刺激细胞,例如用ATP(5 mM,30分钟)激活NLRP3炎症小体,用尼日利亚菌素(10 μM,1小时)激活NLRP3炎症小体,或用鞭毛蛋白激活NLRC4炎症小体。刺激后,收集细胞培养上清液,并通过ELISA定量检测IL-1β和IL-18的水平。收集细胞裂解液,通过Western blotting检测细胞内pro-caspase-1和caspase-1 p20/p10亚基以及pro-IL-1β和IL-1β的水平。抑制率以DMSO处理的对照组为基准计算。为了评估细胞焦亡,用能与DNA结合的荧光染料(例如碘化丙啶(PI))对细胞进行染色。PI通常对活细胞不通透,但可以进入细胞膜受损的细胞。通过流式细胞术或荧光显微镜分析PI阳性(死亡)细胞的百分比。为了评估组织蛋白酶B的活性,根据制造商的说明,在活细胞中使用特定的荧光底物(例如,Magic Red组织蛋白酶B)。
动物实验
Z-WEHD-FMK 在动物模型中用于体内抑制 caspase-1。常用的模型是小鼠 LPS 诱导的脓毒性休克模型。通常使用 6-8 周龄的雌性 C57BL/6 小鼠。Z-WEHD-FMK 溶解于合适的溶剂中,例如 10% DMSO 的 PBS 溶液或 0.5% 甲基纤维素溶液。体内抑制实验中,小鼠在接受致死剂量 LPS 攻击(例如,20-30 mg/kg,腹腔注射)前 30-60 分钟,腹腔注射 Z-WEHD-FMK,典型剂量为 10-30 mg/kg(体积 100-200 μL)。对照组仅注射溶剂。在 LPS 攻击后不同时间点(例如,1、3、6、24 小时),通过心脏穿刺或眼眶后静脉丛取血。分离血清后,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测IL-1β、IL-18和TNF-α的水平。实验结束时(例如24-48小时),记录生存率并绘制Kaplan-Meier生存曲线。对于特定模型,例如LPS刺激后的急性肺损伤模型,取出肺组织并收集支气管肺泡灌洗液(BALF)。计数BALF中炎症细胞(中性粒细胞、巨噬细胞)的数量,并测定其蛋白浓度作为血管渗漏的指标。对肺组织进行组织病理学检查(H&E染色)和细胞因子水平检测(采用ELISA或qRT-PCR)。
药代性质 (ADME/PK)
Z-WEHD-FMK 是一种细胞渗透性肽,因此,如果不进行制剂化,其全身给药的药代动力学特性预计较差。它通常通过腹腔注射给药,以达到足够的局部暴露量。由于蛋白水解作用,它能迅速从循环中清除,半衰期很短(可能只有几分钟)。FMK 基团具有反应活性,可被血清蛋白淬灭,从而限制其生物利用度。由于其作用机制不可逆,其作用持续时间可能超过化合物在血浆中的存在时间。然而,通常不会报告该研究化合物的详细药代动力学参数(t1/2、Cmax、AUC)。在细胞培养实验中,它在培养基中可稳定存在数小时。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
Z-WEHD-FMK 是一种炎症性半胱天冬酶抑制剂,已被广泛用于研究炎症小体激活和细胞焦亡的机制。它并非用于治疗用途,也未获得 FDA 批准。在用于靶点抑制的浓度下,该化合物在体外和体内均被认为具有较低的急性毒性。然而,由于它是硫醇的共价修饰剂,因此应谨慎操作。在细胞培养中,通常使用浓度高达 100 μM 的 Z-WEHD-FMK,不会对细胞活力产生显著影响,但更高浓度可能会导致非特异性细胞毒性。在体内,小鼠在高达 30 mg/kg 的剂量下通常耐受性良好,未出现明显的不良反应。然而,更高剂量可能会因抑制其他半胱氨酸蛋白酶而导致脱靶效应。与所有化学探针一样,使用适当的对照品(例如非活性类似物 Z-WEHD-FMK,其中 FMK 被醇取代)来确认观察到的效果是由于 caspase 抑制而不是非特异性效应,这一点非常重要。
参考文献

[1]. Caspase-4 and caspase-5, members of the ICE/CED-3 family of cysteine proteases, are CrmA-inhibitable proteases.Cell Death Differ. 1997 Aug;4(6):473-8.

[2]. Sensing of cytosolic LPS through caspy2 pyrin domain mediates noncanonical inflammasome activation in zebrafish.Nat Commun. 2018 Aug 3;9(1):3052.

[3]. Effects of metal ions on caspase-1 activation and interleukin-1β release in murine bone marrow-derived macrophages.PLoS One. 2018 Aug 23;13(8):e0199936.

[4]. CA-074Me protection against anthrax lethal toxin.Infect Immun. 2009 Oct;77(10):4327-36.

其他信息
Z-WEHD-FMK 的选择性基于对肽序列 WEHD 的识别,该序列对应于 caspase-1 和 -5 的优先切割基序。Caspase-4 和 -5 是小鼠 caspase-11 的人类同源物,它们也参与非经典炎症小体通路。Z-WEHD-FMK 常用于抑制经典炎症小体通路(caspase-1/5),同时保持非经典通路(caspase-4/5)的活性。为了完全抑制所有炎症性 caspase,通常使用泛 caspase 抑制剂,例如 Z-VAD-FMK。该化合物比常用的 caspase-1 抑制剂 Ac-YVAD-CMK 更有效,且具有更广泛的特异性(包括组织蛋白酶 B)。它是自噬和炎症领域的标准工具。它通常以粉末形式供应,需溶于DMSO配制成储备液(例如,10-50 mM),并储存于-20℃。务必避免反复冻融。
*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
C37H42N7O10F
分子量
763.76868
精确质量
763.298
CAS号
210345-00-9
PubChem CID
25108687
外观&性状
Light yellow to yellow solid powder
LogP
4.205
tPSA
253.73
氢键供体(HBD)数目
6
氢键受体(HBA)数目
12
可旋转键数目(RBC)
23
重原子数目
55
分子复杂度/Complexity
1330
定义原子立体中心数目
4
SMILES
COC(=O)CC[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC1=CN=CN1)C(=O)N[C@@H](CC(=O)OC)C(=O)CF)NC(=O)[C@H](CC2=CNC3=CC=CC=C32)NC(=O)OCC4=CC=CC=C4
InChi Key
NLZNSSWGRVBWIX-KRCBVYEFSA-N
InChi Code
InChI=1S/C37H42FN7O10/c1-53-32(47)13-12-27(34(49)44-30(15-24-19-39-21-41-24)36(51)43-28(31(46)17-38)16-33(48)54-2)42-35(50)29(14-23-18-40-26-11-7-6-10-25(23)26)45-37(52)55-20-22-8-4-3-5-9-22/h3-11,18-19,21,27-30,40H,12-17,20H2,1-2H3,(H,39,41)(H,42,50)(H,43,51)(H,44,49)(H,45,52)/t27-,28-,29-,30-/m0/s1
化学名
methyl (4S)-5-[[(2S)-1-[[(3S)-5-fluoro-1-methoxy-1,4-dioxopentan-3-yl]amino]-3-(1H-imidazol-5-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-4-[[(2S)-3-(1H-indol-3-yl)-2-(phenylmethoxycarbonylamino)propanoyl]amino]-5-oxopentanoate
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

注意: 请将本产品存放在密封且受保护的环境中,避免吸湿/受潮。
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 : ~100 mg/mL (~130.93 mM)
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (3.27 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 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中,混匀;然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80,混匀;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: ≥ 2.5 mg/mL (3.27 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in 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 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中,混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备(4°C,1 周):将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中,得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (3.27 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 25.0 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 1.3093 mL 6.5465 mL 13.0929 mL
5 mM 0.2619 mL 1.3093 mL 2.6186 mL
10 mM 0.1309 mL 0.6546 mL 1.3093 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) 。

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