ALL libraries (COBIB.SI union bibliographic/catalogue database)
  • Načrtovanje in sinteza novih protimikrobno delujočih zaviralcev DNA-giraze in Hsp90 = Design and synthesis of novel antimicrobial DNA gyrase and Hsp90 inhibitors : doktorska disertacija
    Lamut, Andraž
    Infekcijske bolezni zaradi naraščajoče odpornosti mikroorganizmov na obstoječe načine zdravljenja predstavljajo velik izziv svetovnemu javnemu zdravstvu. Identifikacija ustreznih tarč in razvoj novih ... protimikrobnih učinkovin z alternativnim mehanizmom delovanja je ena od strategij za zmanjševanje in preprečevanje pojava rezistentnih sevov. DNA-giraza je klinično validirana tarča za razvoj novih protibakterijskih učinkovin, medtem ko Hsp90 predstavlja obetavno tarčo za razvoj protivirusnih učinkovin. Odkrivanje zaviralcev teh dveh tarč je aktivno področje raziskovanja, o čemer govorijo številne znanstvene publikacije ter veliko število sintetiziranih spojin in objavljene patentne prijave. Še posebno velik izziv predstavlja rezistenca po Gramu negativnih bakterij, ki z zmanjšano propustnostjo zunanje membrane in kompleksnimi sistemi za efluks strukturno raznovrstnih spojin iz bakterijske celice zmanjšuje učinkovitost trenutnega nabora protibakterijskih učinkovin. Možno rešitev, da zaobidemo ta dva mehanizma rezistence, predstavljata strategija z inhibitorji efluks črpalk in strategija olajšanja prehoda spojin preko bakterijskih membran po principu trojanskega konja, pri kateri bioaktivne spojine konjugiramo s siderofori ali mimetiki sideroforov ter tako dobimo protibakterijsko delujoče molekule, imenovane sideromicini. Validacija koncepta trojanskega konja v kliničnem okolju je bila nedavno potrjena z registracijo cefiderokola kot prvega predstavnika iz tega razreda učinkovin, in sicer za zdravljenje trdovratnih infekcij, povzročenih z rezistentnimi po Gramu negativnimi patogeni, kot so Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa in Klebsiella pneumoniae. V okviru predstavljene doktorske disertacije smo uspešno načrtovali in sintetizirali nove pirolamidne zaviralce DNA-giraze B (GyrB) s (S)-4,5,6,7-tetrahidrobenzo[1,2-d]tiazol-2,6-diaminskim osnovnim skeletom, pri čemer so izhodišče za naše delo predstavljali analogi prve generacije teh spojin. Pri delu smo se oprli na že poznane kristalne strukture kompleksov strukturno sorodnih pirolamidnih spojin v ATP-vezavnem mestu GyrB, kar je vodilo načrtovanje naših analogov in pripravo sintezne strategije. Najprej smo pripravili serijo spojin, ki imajo na mestu 6 osnovnega skeleta vezane različno substituirane pirole z namenom raziskati kemijski prostor, ki je na voljo znotraj vezavnega mesta GyrB. Nato smo z vezavo različnih substituentov na mesto 2 osnovnega skeleta poskušali povečati jakost interakcij tudi v tem delu molekule. Z namenom izboljšanja protibakterijske aktivnosti naših zaviralcev smo uspešno načrtovali in pripravili konjugate med zaviralci GyrB in različnimi mimetiki sideroforov. Mimetike sideroforov smo pripeli na mesto, za katerega smo glede na omenjene kristalne strukture sklepali, da ne bo poslabšalo vezave zaviralcev ali pa bo vezavo celo izboljšalo. Z uporabo koncepta trojanskega konja smo Andraž Lamut: Načrtovanje in sinteza novih protimikrobno delujočih zaviralcev DNA-giraze in Hsp90 2 želeli povečati koncentracijo zaviralcev GyrB v bakterijskih celicah, kar bi predvidoma vodilo v izboljšanje in vitro protibakterijske aktivnosti ter zmanjšanje učinka efluksa, kar je bila glavna pomanjkljivost prve generacije spojin s 4,5,6,7-tetrahidrobenzo[1,2-d]tiazol-2,6-diaminskim skeletom. Rezultati encimskih testiranj so pokazali, da druga generacija spojin izkazuje večjo jakost zaviranja encimske reakcije DNA-giraze od prve generacije, saj so najmočnejši analogi imeli vrednosti IC50 med 0.016 [mikro]M in 0.044 [mikro][mikro]M proti E. coli DNA-girazi in med 0.43 [mikro]M in 0.71 [mikro]M proti Staphylococcus aureus DNA-girazi. Druga generacija spojin je prav tako izkazala izboljšano in vitro protibakterijsko aktivnost proti po Gramu pozitivnim bakterijam, saj sta najučinkovitejša analoga imela vrednosti MIC med 8.2 [mikro]M in 30 [mikro]M na proti vankomicinu in proti meticilinu odpornih sevih S. aureus. Najmočnejši konjugati zaviralcev DNA-giraze B z mimetiki sideroforov so izkazali nanomolarne zaviralne aktivnosti proti E. coli DNA-girazi z vrednostmi IC50 med 0.058 [mikro]M in 0.11 [mikro]M, kar je dokaz, da sideroforna komponenta ni motila vezave zaviralca v tarčno mesto. Testiranje na mutantu E. coli [delta]tolC z onemogočeno funkcijo efluks črpalke je razkrilo, da so tako spojine druge generacije kot tudi pripravljeni konjugati podvrženi aktivnemu efluksu iz bakterijskih celic, kar je eden izmed omejitvenih dejavnikov za doseganje protibakterijskega učinka proti po Gramu negativnim bakterijam. Večina spojin, ki je bila testirana proti E. coli [delta]tolC, je sicer izkazala izboljšano učinkovitost tudi proti temu sevu in najučinkovitejši derivati so imeli vrednosti MIC med 3.13 [mikro]M in 6.25 [mikro]M. Nadalje so konjugati izkazali le minimalno izboljšanje vrednosti MIC proti divjemu sevu E. coli v testnem sistemu z nizko koncentracijo železovih ionov, ki posnema pogoje infekcije, in zato so potrebne dodatne študije za ovrednotenje uspešnosti koncepta trojanskega konja v primeru sideromicinov s 4,5,6,7-tetrahidrobenzo[1,2-d]tiazol-2,6-diaminskim osnovnim skeletom. Z ozirom na dejstvo, da nekateri dobro znani zaviralci GyrB izkazujejo protivirusne učinke in zaviralno delovanje tudi na Hsp90, smo izbranim zaviralcem GyrB s 4,5,6,7-tetrahidrobenzo[1,2-d]tiazol-2,6-diaminskim jedrom ovrednotili njihovo protivirusno delovanje. Spojine so bile aktivne proti virusom influence A (H1N1, H3N2) in influence B z vrednostmi EC50 v nizkem mikromolarnem območju in so prav tako izkazale afiniteto vezave do Hsp90. Ugotovitve nakazujejo, da je protivirusni učinek spojin najverjetneje posledica zaviranja Hsp90. Sintetizirani zaviralci DNA-giraze in Hsp90 v sklopu te doktorske disertacije predstavljajo izvirni prispevek k znanosti na področju odkrivanja novih protimikrobnih učinkovin, saj gre za inovativne spojine z alternativnim mehanizmom delovanja glede na obstoječo terapijo in ponujajo možnost za soočenje z izzivom virusne in bakterijske rezistence v prihodnje.
    Type of material - dissertation ; adult, serious
    Publication and manufacture - Ljubljana : [A. Lemut], 2020
    Language - slovenian, english
    COBISS.SI-ID - 32135427

    Link(s):

    Repository of the University of Ljubljana – RUL
    Digitalna knjižnica Slovenije - dLib.si

    Dostop z namenskih računalnikov v prostorih NUK



Library/institution City Acronym For loan Other holdings
Central Technological Library of the University of Ljubljana Ljubljana CTK outside loan 1 cop.
Faculty of Pharmacy, Ljubljana Ljubljana FFALJ reading room 1 cop.
National and University Library, Ljubljana Ljubljana NUK reading room 1 cop.
not for loan 1 cop.
loading ...
loading ...
loading ...

Shelf entry