Sinteza in vredonotenje potencialnih zaviralcev N-acetilglukozaminil transferaze

enoviti magistrski študijski program Farmacija

Maša Sterle (Avtor), Marko Anderluh (Mentor), Matjaž Weiss (Komentor)

Povzetek

O-beta-N-acetilglukozaminil transferaza (OGT) je encim, odgovoren za posttranslacijsko modifikacijo številnih proteinov, ki imajo poglavitno vlogo pri regulaciji različnih celičnih procesov. Povečana ali zmanjšana glikozilacija proteinov je udeležena v patologiji metabolnih in nevrodegenerativnih bolezni, pa tudi v patologiji raka in avtoimunskih bolezni. OGT iz uridindifosfata N-acetilglukozamina prenese sladkorno enoto na stranske verige serinskih in treoninskih ostankov citosolnih in jedrnih proteinov. Raziskovalci si že dalj časa prizadevajo razviti take zaviralce OGT, ki bi bili uporabni za nadaljnje študije vlog OGT v celičnih procesih. Glavne ovire dosedanjih zaviralcev so pomanjkanje specifičnosti, vezava in učinkovanje na druge tarčne sisteme ter slabo prehajanje skozi celične membrane. V sklopu magistrske naloge smo sintetizirali metabolni prekurzor zaviralca OGT 2-acetamido-1,3,4,6-tetra-O-acetil-2-deoksi-5-tio-alfa-D-glukopiranozo, ki zaradi lipofilnosti lahko prehaja skozi celične membrane. V celicah nanj najprej delujejo esteraze, ki cepijo estrske vezi, nato pa vstopa v heksozaminsko biosintezno pot, kjer se preko reciklažne poti pretvori v žveplov analog naravnega substrata UDP-5S-GlcNAc. Nadalje smo na podlagi strukturno podprtega načrtovanja sintetizirali nove potencialne zaviralce OGT, ki naj bi se vezali v vezavni žep za uridindifosfat. Sintetizirali smo izhodno spojino z osnovnim ogrodjem kinolon-4-karboksamidnega tipa. Nanjo smo preko tvorbe amidnih vezi pripenjali različne aminske fragmente. Z njimi smo želeli omogočiti tvorbo dodatnih interakcij v vezavnem mestu encima, hkrati pa poskusili izboljšati topnost. Ravno slaba topnost nam je včasih oteževala izolacijo spojin in posledično povzročala slabe izkoristke sinteze. Končnim spojinam smo določili njihovo zaviralno aktivnost. Za najbolj učinkovite (tiste, ki so inhibirale encim v najvišjem odstotku) so se izkazale spojine, ki so imele mesto štiri aminskega fragmenta substituirano s takimi funkcionalnimi skupinami, ki so omogočale dodatne vodikove vezi. Tudi aromatski amin, z možnostjo tvorbe Pi-Pi interakcij, je izkazal večjo zaviralno aktivnost proti OGT. V prihodnosti bo potrebno še veliko raziskav in poskusov sintez novih potencialnih zaviralcev za doseg boljše topnosti in selektivnosti ter navsezadnje boljše učinkovitosti.

Ključne besede

encim OGT;heksozaminska biosintezna pot;zaviralci OGT;kinolon-4-karboksamid;amidna vez;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2019
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	UL FFA - Fakulteta za farmacijo
Založnik:	[M. Sterle]
UDK:	615.4:54(043.3)
COBISS:	4669553
Št. ogledov:	1061
Št. prenosov:	383
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Synthesis and evaluation of potential N-acetylglucosaminyl transferase inhibitors
Sekundarni povzetek:	O-linked N-acetylglucosamine transferase (OGT) is an enzyme responsible for post-translational modification of many proteins that play a critical role in regulation of different cell processes. Up or down regulation of this enzyme is involved in pathology of metabolic and neurodegenerative diseases as well as in pathology of cancer and autoimmune diseases. OGT transfers sugar moiety from uridine diphosphate N-acetylglucosamine to side chains of serine and threonine residues of nucleocytoplasmic proteins. Researchers have been striving for a long time to develop enzyme inhibitors that would be useful in further cellular researches. Nevertheless, lack of specifity, off-target effects and limited cell permeability are still obstacles to overcome in the future. As part of this master's thesis we synthesized a metabolic precursor 2-Acetamido-1,3,4,6-tetra-O-acetyl-2-deoxy-5-thio-%-D-glucopyranose. Due to its lipophilicity it passes through cell membranes. Inside the cells it enters into the hexosamine biosynthetic pathway, where it is converted via the salvage pathway to generate intracellular thio-analogue of the native substrate UDP-5S-GlcNAc. Furthermore, on the basis of structure-based screening, we designed and synthesized novel potential inhibitors that target the donor uridinediphosphate OGT binding site. Firstly, we synthesized a virtual hit with the quinolone-4-carboxamide scaffold which was coupled with different aromatic and aliphatic amines by the use of coupling reagents to form an amide bond. Differentlly substituted amines enabled some new interactions in the active site and improved solubility, since low solubility and consequently poor yield of final compounds was major problem we have encountered. Final compounds were tested for their inhibitory activity against OGT. The most potent inhibitors revealed to be the compounds that enabled formation of new hydrogen bonds as well as Pi-Pi interactions.
Sekundarne ključne besede:	Farmacevtska kemija;
Vrsta dela (COBISS):	Magistrsko delo/naloga
Komentar na gradivo:	Univ. Ljubljana, Fak. za farmacijo
Strani:	XII, 68 str.
ID:	11026906