Optimizacija derivatov 3,5-disubstituiranega 1,2,4-oksadiazola kot zaviralcev človeške DNA topoizomeraze IIαJazbinšek, Santina (Avtor) Sollner Dolenc, Marija (Mentor) Perdih, Andrej (Komentor) topoizomeraza IIαprotirakave učinkovinekatalitični zaviralci35-disubstituirani 124-oksadiazoliRakavo obolenje je poimenovanje za široko skupino različnih bolezenskih stanj, za katere je značilna nekontrolirana rast celic. Človeška DNA topoizomeraza II? velja za uveljavljeno in validirano biološko tarčo pri zdravljenju rakavih obolenj, saj ima ključno vlogo za uspešen potek celične delitve. Njena naloga v celici je, da omogoča potek topoloških sprememb v molekuli DNA. Alfa izooblika encima je močneje izražena v hitro delečih se celicah, zato lahko s specifičnim zaviranjem aktivnosti tega encima zaustavimo celično delitev rakavih celic in posledično povzročimo njihovo apoptozo. Slaba lastnost zaviralcev topoizomeraze II, ki se trenutno uporabljajo v terapiji rakavih obolenj, je velika pojavnost neželenih učinkov, izpostaviti velja predvsem kardiotoksičnost in indukcijo sekundarnih tumorjev, zato vseskozi potekajo nove raziskave z namenom razvoja novih skupin t. i. katalitičnih zaviralcev, ki encim zavirajo preko drugih alternativnih mehanizmov. Trenutno je eden najpogosteje preučevanih mehanizmov katalitičnega zaviranja topoizomeraze II? zasedanje vezavnega mesta za molekulo ATP na N-terminalni domeni, kar je bil predmet raziskovanja tudi v naši nalogi. V sklopu magistrske naloge smo na podlagi predhodnega strukturno podprtega načrtovanja izvedli sintezo optimiziranih derivatov 3,5-disubstituiranih 1,2,4-oksadiazolov, za katere smo predvidevali, da lahko zavirajo encim preko vezave v vezavno mesto za ATP. Izbrana izhodna spojina je bila 3-aminobenzonitril, iz katere smo sintetizirali 10 končnih spojin, ki smo jih ustrezno eksperimentalno ovrednotili s pomočjo spektroskopskih metod ter jim določili fizikalno-kemijske lastnosti. Pridobili smo tudi 8 komercialno dostopnih spojin – substituiranih regioizomerov 1,2,4-oksadiazola, ki so strukturno podobni sintetiziranim spojinam. Tako sintetizirane kot komercialno pridobljene derivate smo ovrednotili z uporabo in vitro topo II? relaksacijskega encimskega testa, s pomočjo katerega smo preverili, ali spojine izkazujejo zaviralno delovanje. Izmed vseh testiranih spojin je 7 derivatov 1,2,4-oksadiazola izkazovalo zaviralno aktivnost na encimu topoizomeraza II?. Pri treh aktivnih novo sintetiziranih spojinah 4, 7 in 13 smo ugotovili, da uvedba fluorovih substituentov vodi k zaviralnemu delovanju spojin, pri čemer velja omeniti, da je aktivnost boljša v primeru vezave na para obročno mesto. Žal pa s sintetiziranimi spojinami nismo izboljšali zaviralne aktivnosti glede na znani oksadiazolni zaviralec 10. Pri kupljenih regioizomerih sta najboljše rezultate izkazali spojini 19 in 20 z zaviralnima vrednostma IC50 165,9 µM in 162,7 µM, ki sta popolnoma primerljivi z najaktivnejšo spojino 10. To kaže, da tudi uvedeni amidni ali sulfonamidni substituenti omogočajo zaviralni učinek. Kot ugodnejša se je tu izkazala meta substitucija. Znano aktivno spojino 10, ki smo jo za potrebe te naloge resintetizirali, smo ovrednotili tudi s testom cepitve DNA in prvič eksperimentalno pokazali, da glede na mehanizem delovanja 3,5-disubstituirani 1,2,4-oksadiazoli spadajo v skupino katalitičnih zaviralcev. V sklopu naloge smo tako pridobili veliko novih informacij o odnosu med strukturo in delovanjem, ki bodo olajšali nadaljnji razvoj in optimizacijo katalitičnih zaviralcev iz razreda substituiranih 1,2,4-oksadiazolov.20192019-09-12 08:35:03Magistrsko delo/naloga110115VisID: 69644sl