ALL libraries (COBIB.SI union bibliographic/catalogue database)
13.
Uporaba kemoinformatičnih in strukturno podprtih in silico metod za načrtovanje zaviralcev bakterijske DNA giraze ter modulatorjev kemokinskih receptorjev CXCR3 in CXCR4 = Application of cheminformatics and structure-based in silico methods for design of inhibitors of bacterial DNA gyrase and modulators of chemokine receptors CXCR3 and CXCR4 : doktorska disertacija
Kolarič, Anja, farmacevtka
V sklopu doktorske disertacije smo preučevali dve biološki tarči, DNA girazo in kemokinske receptorje CXCR3 in CXCR4, ki ju povezuje uporaba in silico pristopov pri načrtovanju zaviralcev bakterijske ...DNA giraze ter modulatorjev kemokinskih receptorjev CXCR3 in CXCR4. Pri preučevanju bakterijske DNA giraze smo s pomočjo in silico pristopov načrtovali nove potencialne protibakterijske učinkovine iz razreda novih zaviralcev bakterijske topoizomeraze (>>novel bacterial topoisomerase inhibtors<<; NBTI), ter jih nadalje pripravili z metodami sintezne organske kemije in njihovo protibakterijsko delovanje ovrednotiti z različnimi in vitro metodami. Z in silico študijami smo na podlagi znanih NBTI z in vitro eksperimentalno potrjenim zaviralnim učinkom na izoliran encim, izdelali in ovrednotili napovedni kvantitativni model odnosa med strukturo in delovanjem (QSAR model). Hkrati smo sestavili virtualno kombinatorno knjižnico novih NBTI strukturnih analogov, pri katerih je del ogrodja predstavljal fragment NBTI spojin vključenih v študijo, drugi, desni del spojine, ki se veže v girazo, pa je bil popolnoma inovativen. Novo nastalim virtualnim NBTI analogom smo nato napovedali biološko aktivnost z zgrajenim QSAR modelom. Z metodami molekulskega sidranja na podlagi poznane strukture tarče smo nato v naslednjih stopnjah identificirali nove virtualne zadetke z visoko napovedano afiniteto vezave ter potencialnim zaviranjem bakterijske DNA giraze iz seva Staphylococcus aureus. V naslednji stopnji smo zaradi zahtevne sinteze, strukture virtualnih NBTI zadetkov rahlo modificirali v skladu z bolj dostopno in izvedljivo sintezo, pri tem pa smo ohranili inovativni desni del molekule. Sintetiziranim analogom smo ovrednotili protibakterijski učinek, pri čemer je spojina z 1-fenilpirazolnim desnim fragmentom pokazala najbolj primeren protibakterijski profil proti S. aureusu, s selektivnostjo na bakterijski encim v primerjavi s podobnim človeškim in sprejemljivo stopnjo toksičnosti na človeških celicah. Ta spojina nam je nadalje služila kot izhodišče za izboljšanje protibakterijskega delovanja in razširitve spektra. S strukturno optimizacijo celotnega NBTI skeleta smo dosegli ustrezne fizikalno-kemijske lastnosti, pri čemer je bil glavni poudarek na izbiri monocikličnih desnih fragmentov substituiranih na para-mestu, ki bi zagotovili močno vezavo z aminokislinskimi ostanki v NBTI vezavnem žepu giraze. V novo sintetizirani seriji so NBTI s p-halogeno 2 fenilnim desnim fragmentom, izkazale izjemno zaviranje bakterijske DNA giraze S. aureus, z IC50 = 0,007 [mikro]M za bromo derivat in IC50 = 0,011 [mikro]M za jodo derivat. Tako izvrstna zaviralna jakost je posledica simetrične tvorbe halogene vezi med halogenom in karbonilnima kisikoma Ala68 iz obeh podenot GyrA, kar smo uspeli pokazati v kristalni strukturi kompleksa med p-kloro NBTI derivatom, DNA in DNA girazo iz S. aureusa. Prav tako pa se je to odrazilo predvsem na širokem spektru delovanja z visoko jakostjo na gramnegativne bakterije. Žal pa so naše NBTI spojine, kljub selektivnosti na bakterijski encim in minimalni toksičnosti na človeške celice, pokazale neželeno zaviranje hERG kalijevih kanalov. S kristalno strukturo kompleksa pa smo uspeli potrditi do sedaj predvidevan mehanizem stabilizacije enoverižne cepitve dvovijačne DNA. Namreč, kot prvim nam je uspelo kompleks NBTI-DNA-DNA giraza kristalizirati v eni sami orientaciji in s tem omogočiti povezavo orientacije spojine s konformacijo katalitičnega žepa, pri čemer smo uspeli pokazati, da do cepitve in stabilizacije samo ene verige DNA pride zaradi asimetričnosti fragmenta NBTI spojine, ki interkalira med bazne pare DNA. V nadaljnjem raziskovanju smo se posvetili potrjevanju alosteričnega modulatornega učinka že pripravljenih kemokinskih ligandov z in vitro metodami, ter uporabi in silico pristopov za odkrivanje njihovega vezavnega mesta ter razjasnitve povezave med strukturo in delovanjem na kemokinska receptorja CXCR3 in CXCR4. Predhodno sintetiziranim CXCR3 in CXCR4 kemokinskim ligandom, za katere je bilo ugotovljeno, da so sposobni negativno modulirati omenjena receptorja, smo z in vitro testom migracije celic negativni modulatorni učinek potrdili. Pri tem smo identificirali negativne modulatorje s selektivnim delovanjem na posamezni receptor, prav tako pa smo identificirali dualni alosterični ligand, ki je sposoben negativno modulirati oba tarčna receptorja. Z uporabo in silico metode molekulskega sidranja smo predvideli način vezave negativnih modulatorjev v preučevana CXCR3 in CXCR4 receptorja, ki odraža vezavo z aminokislinskimi ostanki, ki tvorijo alosterični vezavni žep in so bile že predhodno ugotovljene kot pomembne za modulacijo receptorjev. Prav tako smo ugotovili tudi vezavo z ostanki, ki so pomembni za vezavo kemokina in aktivacijo G proteina. Na podlagi teh rezultatov predvidevamo, da se naše spojine vežejo v alosterični žep, ki se delno prekriva z vezavnim mestom kemokina.
Type of material - dissertation
; adult, serious
Publication and manufacture - Ljubljana : [A. Kolarič], 2020
It was not necessary to add the material to the shelf.
Bibliographic material was successfully added on shelf.
Adding bibliographical material on shelf was not successful.
Material is already on the shelf.
Permalink
URL:
Impact factor
Access to the JCR database is permitted only to users from Slovenia. Your current IP address is not on the list of IP addresses with access permission, and authentication with the relevant AAI accout is required.
Year
Impact factor
Edition
Category
Classification
JCR
SNIP
JCR
SNIP
JCR
SNIP
JCR
SNIP
Select the library membership card:
DRS,
in which the journal is indexed
Database name
Field
Year
Links to authors' personal bibliographies
Links to information on researchers in the SICRIS system
Subject headings in COBISS General List of Subject Headings
Select pickup location
The material from the parent unit is free. If the material is delivered to the pickup location from another unit, the library may charge you for this service.
