Vpliv kovinskih ionov na aktivnost katepsina KJanković, Milica (Avtor) Turel, Iztok (Mentor) katepsin Kinhibicija encimske aktivnostikinetične meritvekovinski ioniKatepsin K, papainu podobna človeška peptidaza, je ključen encim pri razgradnji kolagena tipa I - glavne organske komponente, ki tvori kosti. Ker ima porušena kostna homeostaza za posledico nastanek številnih bolezni kot so osteoporoza, nekatere oblike artritisa in raka, je inhibicija encimske aktivnosti zaželena, kadar je aktivnost encima povezana z nastankom bolezni. Glede na to, da ima previsoka aktivnost katepsina K za posledico preveliko razgradnjo kosti, se razvijajo inhibitorji katepsina K za zdravljenje omenjenih bolezni. Trenutno je inhibicija katepsina K usmerjena na vezavo inhibitorjev v aktivno mesto encima, kar povzroči popolno izgubo encimske aktivnosti. Zaradi izgube drugih fizioloških funkcij aktivnega encima, ima popolna inhibicija aktivnosti katepsina K lahko tudi neželene stranske učinke. Zato bi bilo pomembno, da najdemo dovolj dobre delne inhibitorje encimske aktivnosti, ki bi v veliki meri inhibirali kolagenolitično aktivnost encima, ki je povezana s številnimi bolezni. V predstavljeni diplomski nalogi smo, v treh neodvisnih testih, določali vpliv in mehanizem delovanja izbranih kovinskih ionov (Ce4+, Ga3+, La3+ in Zn2+) na aktivnost katepsina K. Najprej smo vpliv in mehanizem delovanja izbranih kovinskih ionov na aktivnost encima določali s spremljanjem hidrolize sintetičnega substrata Z-FR-AMC. Ker smo želeli vse predvidene mehanizme inhibicije bolj natančno opredeliti, smo za vse izbrane kovinski ione pripravili diagrame specifičnih hitrosti, na osnovi katerih smo določili vrednosti parametrov Ki, α in β za vsak inhibitor. Dokazali smo da Ce4+, Ga3+ in La3+ delujejo kot hiperbolični oziroma delni inhibitorji, in sicer Ce4+ in La3+ po mehanizmu hiperbolične mešane inhibicije, Ga3+ pa kot hiperboličen kompetitivni inhibitor. Zn2+ ion se je izkazal kot predstavnik linearnih oziroma popolnih inhibitorjev encimske aktivnost, ki delujejo po mehanizmu linearne kompetitivne inhibicije. Ker rezultati, ki jih dobimo s kinetičnimi meritvami razgradnje sintetičnega substrata, ne veljajo nujno za naravne encimske substrate, smo naredili kvalitativno analizo kolagenolitične aktivnosti katepsina K v prisotnosti visokih koncentracij izbranih kovinskih ionov. Preverili smo tudi učinke inhibitorjev na encimsko aktivnost pri razgradnji azokazeina. Iz rezultatov slednjih poskusov smo ugotovili, da ne delujejo vsi inhibitorji enako dobro v prisotnosti različnih substratov. Na koncu diplomske naloge smo in situ pripravili komplekse derivatov bigvanida s Zn2+ ioni, ker smo želeli preveriti vpliv bigvanidov na inhibitorne učinke Zn2+ ionov. Rezultati poskusov kažejo na to, da se inhibitorna moč Zn2+ ionov na aktivnost katepsina K malenkost poveča, v kompleksu s fenforminom.20192019-09-03 15:10:11Diplomsko delo/naloga109463sl