Načrtovanje, sinteza in vrednotenje analogov belnakasana z bioizosternimi zamenjavami aspartata na mestu P1 kot kovalentnih zaviralcev kaspaze 1Markič, Luka (Avtor) Knez, Damijan (Mentor) Meden, Anže (Komentor) Alzheimerjeva bolezenkaspaza-1belnakasankovalentni zaviralcibioizosterijaAlzheimerjeva bolezen (AB) predstavlja enega največjih izzivov sodobne medicine, pri čemer ima nevrovnetje ključno vlogo pri njenem nastanku in napredovanju. Kaspaza-1 je encim, ki aktivira provnetna citokina interlevkin-1β (IL-1β) in interlevkin-18 (IL-18) ter se uveljavlja kot obetavna terapevtska tarča, saj lahko njeno zaviranje zmanjša nevrovnetje in s tem upočasni potek AB. V magistrskem delu smo se osredotočili na razvoj novih zaviralcev kaspaze-1, zasnovanih na osnovnem skeletu belnakasana (VX-765). Študije na miših so pokazale, da belnakasan izkazuje nevroprotektivne učinke ter izboljšuje epizodični in prostorski spomin. Na jedro belnakasana smo namesto aspartata pripeli različne bioizosterne zamenjave karboksilne skupine, pri nekaterih derivatih pa smo na sekundarni amin kot kovalentno bojno glavo uvedli karbamoil fluorid. Z uporabo preverjenih sinteznih postopkov smo sintetizirali in izolirali 12 spojin, njihovo istovetnost ter čistost pa potrdili z ustreznimi analitskimi pristopi. Biološko aktivnost spojin smo ovrednotili z in vitro biokemijskim testom na rekombinantni človeški kaspazi-1. Po 30-minutni inkubaciji z zaviralci smo izmerili encimsko aktivnost s fluorogenim substratom Ac-YVAD-AMC, rezultate pa izrazili kot odstotek rezidualne aktivnosti. Vrednotenje je pokazalo, da sintetizirane spojine v veliki večini ne zavirajo kaspaze-1, najmočnejši zaviralec je bila zmes karbamoil fluoridov 43 in 44 z rezidualno aktivnostjo 62,1 % pri koncentraciji 100 μM. Molekulsko sidranje je nakazalo, da se nekateri mimetiki karboksilata sicer lahko uspešno umestijo v S1 žep encima, vendar se to ni odražalo v boljšem zaviranju encimske aktivnosti kaspaze-1. Raziskovalno delo je potrdilo, da uspešen razvoj kovalentnih zaviralcev zahteva natančno uravnoteženost med strukturno komplementarnostjo, elektrofilnostjo bojne glave in ohranjanjem ključnih točk medmolekulskih interakcij. V prihodnje bi bilo smiselno ohraniti (S)-prolinamidni skelet ter usmeriti pozornost na nadaljnjo optimizacijo bioizosternih pristopov, ki bi omogočili tako močno vezavo kot tudi večjo selektivnost v primerjavi z ostalimi kaspazami. Kljub temu, da naše spojine niso učinkovito zavirale kaspaze-1, predstavljajo rezultati opravljenega dela pomemben korak k razvoju učinkovitih zaviralcev te za nevrodegenerativne bolezni relevantne provnetne kaspaze.20252025-07-02 13:17:58Magistrsko delo/naloga170129sl