Vpliv kovinskih ionov in bigvanidnih kompleksov na aktivnost katepsina KHrvatin, Lara (Avtor) Turel, Iztok (Mentor) Katepsin Kkovinski ionibigvanidni ligandiinhibicijamolekulska umestitevKatepsin K spada v družino papainu podobnih človeških cisteinskih proteaz s katalitično diado v obliki ionskega para Cys−His+. Izraža se predvsem v osteoklastih in ima ključno vlogo pri procesu preoblikovanja kosti zaradi sposobnosti cepitve kolagena tipa I in II ter drugih proteinov zunajceličnega matriksa. Regulacija proteolitične aktivnosti je pomembna za normalno delovanje organizma. Prekomerna aktivnost katepsina K je povezana z osteoporozo, osteoartritisom in revmatoidnim artritisom, zato inhibitorji, ki bi povrnili optimalno aktivnost, predstavljajo potencialna zdravila za zgoraj naštete bolezni. Bigvanidi tvorijo stabilne komplekse s kovinskimi ioni kot N,N–bidenatni ligandi. Posebej zanimiv bigvanid v kontekstu inhibicije cisteinskih katepsinov je fenformin (N-feniletilbigvanid), ki se je včasih uporabljal kot zdravilo za diabetes tipa II. S primerjavo struktur sintetičnega substrata proteaz benzoil–L–arginin amid (BAA) in fenformina v kompleksu s kovinskim ionom lahko sklepamo, da se fenilna skupina fenformina veže na vezavno mesto S2 na encimu, ki pomembno vpliva na moč vezave substrata pri cisteinskih katepsinih, kovinski ion pa interagira s katalitično diado. V diplomskem delu smo določili vpliv cinkovih(II) ionov in svinčevih(II) ionov v kombinaciji z bigvanidom fenforminom na aktivnost katepsina K. Z merjenem začetnih hitrosti hidrolize fluorogenega substrata Z-FR↓AMC smo določili vrednost EC50 za fenformin in vpliv dodatka fenformina na EC50 vrednosti cinkovih(II) in svinčevih(II) ionov. Ugotovili smo, da je fenformin hiperbolični inhibitor katepsina K in poveča inhibitorni učinek svinčevih(II) ionov. Pri inhibicij s cinkovimi(II) ioni pa dodatek fenformina nima bistvenega vpliva. Analizirali smo tudi prileganje fenformina, kovinskih ionov Pb2+ in Zn2+ ter njunih kompleksov s fenforminom na katepsin K z uporabo programa GaudiMM. Rezultati prileganja napovedujejo vezavo fenilne skupine fenformina na vezavno mesto S2 in interakcijo kovinskih ionov s Cys25 iz katalitične diade.20212021-03-08 11:30:00Diplomsko delo/naloga125221sl