Načrtovanje in sinteza zaviralcev imunoproteasoma psoralenskega strukturnega tipaKnific, Tamara (Avtor) Gobec, Stanislav (Mentor) Sosič, Izidor (Komentor) homeostaza imunoproteasom psoralen cianoderivati kovalentni zaviralciV zadnjih 30 letih so številne študije natančno okarakterizirale strukturo in fiziološko vlogo ubikvitin proteasomskega sistema. Gre za sofisticiran 2,5 MDa velik proteinski sistem imenovan 26S proteasom, ki je sestavljen iz proteolitičnega osrednjega 20S jedrnega dela in dveh terminalnih regulatornih 19S delov. Proteasom je multikatalitični encimski kompleks, ki regulira številne ključne fiziološke in patološke celične procese preko selektivne razgradnje proteinov. Identifikacija in odstranitev napačno zvitih, poškodovanih in toksičnih proteinov je ključna za regulacijo in vzdrževanje celične homeostaze. Substrati za proteasom so tudi številni proteini, ki so del karcinogeneze in so ključnega pomena za preživetje rakave celice. Inhibicija proteasoma v rakavih celicah tako vodi v akumulacijo proapoptotičnih tarčnih proteinov ter indukcijo celične smrti. Področje onkologije daje velik poudarek na identifikaciji novih in za raka specifičnih molekularnih tarč. Eden izmed takšnih tarčnih sistemov je tudi imunoproteasom, natančno reguliran, visoko specifičen sistem, odgovoren za procesiranje številnih proteinov znotraj celice. Odkritje, da so tumorske celice veliko bolj občutljive na delovanje zaviralcev proteasoma kot ostale celice, je usmerilo razvoj v načrtovanje in sintezo številnih terapevtsko uspešnih zaviralcev. S poznavanjem strukture in delovanja predstavlja danes ubikvitin proteasomski sistem obetavno tarčo v terapiji številnih rakavih obolenj. V okviru magistrske naloge smo uspešno sintetizirali več potencialnih zaviralcev imunoproteasoma. Vse pripravljene spojine imajo kot osnovo psoralenski skelet, na katerega je na mestu 4 vezana metilna skupina. Z namenom raziskati kemijski prostor smo na izbrana mesta na skeletu uvajali različne substituente. Sintezo načrtovanih spojin smo izvajali v več zaporednih reakcijah. Najprej smo iz resorcinola ter dietil 2-acetilsukcinata ali dietil 2-acetilpentandionata sintetizirali osnovni 7-hidroksikumarinski obroč. Sledila je uvedba derivatov 2-bromoacetofenona na hidroksi skupino. Nato smo izvedli reakcijo kondenzacije, pri čemer je prišlo do ciklizacije in nastanka psoralenskega strukturnega fragmenta. Na C-terminalni del smo nazadnje uvajali še elektrofilne fragmente, in sicer 1-hidroksipirolidin-2,5-dion, 2-(metilamino)acetonitril ali 2-aminoacetonitril, s čimer smo preko kovalentnih interakcij s katalitično aminokislino v aktivnem mestu želeli doseči močnejšo vezavo sintetiziranih spojin na imunoproteasom. Na Katedri za klinično biokemijo na Fakulteti za farmacijo so nato sintetizirane spojine še biokemijsko ovrednotili. Določevali so rezidualno aktivnost kimotripsinske podenote imunoproteasoma po dodatku spojine. Po pridobljenih podatkih ima največje zaviralno delovanje spojina z oznako 5c. Na podlagi rezultatov lahko sklepamo, da je ključnega pomena tvorba aktiviranega estra, ki lahko tvori kovalentno interakcijo s treoninom v aktivnem mestu imunoproteasoma. Pretvorba C-terminalne karboksilne kisline v amid ter uvedba N-cianometilamidov kot elektrofilov ne vodita v boljše zaviralno delovanje. Prav tako vezava broma na para mesto fenilnega obroča ne pripomore k povečanju afinitete za vezavo na imunoproteasom.[T. Knific]20142020-09-30 07:57:05Magistrsko delo/naloga121089sl