Načrtovanje in sinteza pirolidin-, piperidin- in indolinkarbonil fluoridov ter vrednotenje njihove zaviralne aktivnosti na kaspazi-1Eržen, Nika (Avtor) Knez, Damijan (Mentor) Meden, Anže (Komentor) kaspaza-1kovalentni zaviralcikarbamoil fluoridbojna glavaKaspaza-1 je vnetna cisteinska proteaza, ključna za proteolitično aktivacijo provnetnih citokinov interlevkina 1β (IL-1β) ter interlevkina 18 (IL-18), zato predstavlja pomembno tarčo pri preprečevanju patološkega vnetja ter nevrovnetja. Kovalentni zaviralci z ustrezno izbrano elektrofilno bojno glavo lahko, v primerjavi z nekovalentnimi zaviralci, dosežejo dolgotrajnejše zaviranje encima, pri čemer je njihova selektivnost in jakost zaviranja odvisna od pravilne umestitve liganda v aktivnem mestu. V sklopu magistrske naloge smo načrtovali in sintetizirali zaviralce s karbamoil fluoridno bojno glavo, ki smo jim sistematično spreminjali velikost in naravo substituentov ter preučevali vpliv strukturnih modifikacij na zaviranje kaspaze-1. Produkte smo izolirali z normalno- in reverzno-fazno kromatografijo, njihovo identiteto pa potrdili z masno spektrometrijo in jedrsko magnetno resonanco. Za devet končnih spojin, karbamoil fluoride 13–18, 42, 47 in 50, smo z biokemijskim testiranjem in vitro na človeški rekombinantni kaspazi-1 ovrednotili vpliv strukturnih sprememb na aktivnost encima; rezultate smo izrazili kot rezidualno aktivnost kaspaze-1 (RA) pri koncentracijah spojin 10 µM in 100 µM. Za razumevanje vezave in interakcij med ligandom in kaspazo-1 smo izvedli tudi molekulsko sidranje. Biokemijsko vrednotenje je pokazalo, da je med pripravljenimi spojinami kaspazo-1 najmočneje zaviral derivat indolina 42 (RA = 10,5 % pri 100 µM), sledil pa mu je indolin 50 (RA = 33,9 % pri 100 µM). Analogi pirolidina ter piperidina 13–18 so bili praktično neaktivni, kar nakazuje, da odsotnost fenilnega obroča indolina v derivatih pirolidina in piperidina omejuje učinkovito približanje bojne glave katalitičnemu cisteinu Cys285. Pri sidranju smo pri izbranih spojinah 42, 47 in 50 opazili odstopanja od pričakovanih vezavnih poz in umeščanja funkcionalnih skupin v vezavna žepa S1 in S4. Molekulsko sidranje tako ni v celoti pojasnilo odnosa med strukturo in zaviralno aktivnostjo spojin, zato bi bilo v nadaljnjih korakih smiselno izvesti tudi molekulsko dinamiko, ki bi omogočila vpogled v dinamiko vezavnih interakcij. Rezultati naloge tako podpirajo izhodiščno predpostavko, da je za jakost zaviranja kovalentnega zaviralca poleg izbire elektrofilne bojne glave ključen tudi prispevek nekovalentne vezave in prileganje molekule aktivnemu mestu kaspaze-1.20262026-05-16 08:45:06Magistrsko delo/naloga182559sl