Computational Molecular Docking Models and Design of Diarylpentanoids for the Androgen Receptor

2.4
 
Pains Molecules and their Significance 
A major subject of interest in relation to this study is Pan-Assay Interference Compounds, or 
PAINS. Most PAINS act as reactive chemicals rather than discriminatory drugs with a wide variety 
of mechanisms of actions
24
. These compounds produce false positive on different biochemical 
assays for three main reasons; they interfere in binding interactions by forming aggregates, they 
are very protein-reactive, or they directly interfere in assay signaling
25
. The aggregate formation 
problem can be minimized by including a surfactant in the primary screening protocol. The very 
protein reactive compounds can be weeded out beforehand via usage of functional group filters. 
The only way to determine if a compound is directly interfering with assay signaling is by testing 
each individual compound in appropriately equipped labs. In a typical academic screening library, 
it was found the 5-12% of the compounds in these libraries are PAINS. Curcumin, the molecule 
our compounds of interest are derived from, is believed to be directly interfering with the assay 
signaling
24
. In a study conducted by Baell et al.
25
, the structure of curcumin was found to be a 
putative PAINS, this is important to note because these molecules are not necessarily PAINS as 
the required literature information to verify its promiscuous activity is not yet available. Even if 
curcumin is classified as PAINS, that is not indicative that it is impossible for it to interact with a 
protein in a specific drug-like way, this needs to be further tested to classify.
For our study, it is essential to note that we are not analyzing curcumin; instead, we are analyzing 
ca27 and other analogs of it. Ca27 varies in both inter-aryl carbon-chain length and side groups 
from curcumin, marking it as a subject of interest to independently verify whether it is PAINS or 

---

14 
not. It has also been shown the specific analogs of diarylpentanoids have specific activities and 
that only a minor change in their composition modifies, or even abrogates, that activity. 
Preliminary qRT-PCR (RNA analysis) and western blotting (protein analysis)
20
found that 
curcumin (while at lower micromolar concentrations) did not affect the expression of the androgen 
level in prostate cancer cells whereas ca27 did show decreased expression of the androgen level 
and other analogs of ca27 showed varied outcomes, indicating that there are some interactions 
occurring and not simply interfering with the assay signaling. Other SAR studies have shown that 
specific diarylpentanoids induce ROS and specific protein degradation depending on their 
structure. Finally, cheminformatic analysis of ca27 demonstrates more favorable parameters with 
respect to the number of hydrogen bond donors/acceptors, logP, etc. This information taken in 
total highlight the probability that ca27 and its analogs are not PAINS molecules and are not simply 
directly interfering with the assay signaling. In order to further ensure that PAINS are not a part 
of this study, we are also operating under the assumption that there is direct binding between the 
compounds and the AR, which would avoid the dilemma of determining whether the compound is 
binding to the receptor or interfering with the assay.