Preučevanje vpliva bioizosternih zamenjav aspartata na mestu P1 belnakasana na zaviralno aktivnost kaspaze-1Čepon, Tanja (Avtor) Knez, Damijan (Mentor) Meden, Anže (Komentor) nevrovnetjebelnakasaninflamasomkaspaza-1S staranjem prebivalstva predstavljajo nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, vse večje breme zdravstvenega sistema. Patologija nastanka in napredovanja bolezni je kompleksna in nepopolno pojasnjena, pri čemer pa se vse večjo vlogo pripisuje nevrovnetju. Celice mikroglije in astrociti sprožijo vnetni odziv preko različnih signalnih poti, med katerimi imajo pomembno vlogo multiproteinski kompleksi inflamasomi, med njimi je najbolj raziskan inflamasom NLRP3. Ključni del le-tega predstavlja vnetna kaspaza-1, ki cepi provnetna citokina pro-interlevkin-1β in pro-interlevkin-18 v njuni aktivni obliki, in sodeluje pri vrsti programirane celične smrti imenovani piroptoza. Načrtovanje zaviralcev kaspaze-1 je v preteklosti temeljilo na posnemanju peptidne strukture substrata interlevkina-1β, pri čemer je imel največjo klinično učinkovitost peptidomimetik belnakasan, saj je in vivo v mišjem modelu Alzheimerjeve bolezni izboljšal epizodni in prostorski spomin ter upočasnil propad nevronov. V okviru magistrske naloge smo sintetizirali analoge aktivnega metabolita belnakasana, aldehida VRT-043198, z raznimi bioizosteri aspartata na (S)-prolinamidu. Pri sintezi smo izhajali iz ustrezno zaščitenih derivatov aminokislin, na katere smo pripeli spremenjene osnovne gradnike belnakasana, ki se vežejo v žep S1 kaspaze-1, saj smo želeli preveriti, koliko k zaviralni aktivnosti belnakasana prispevajo nekovalentne interakcije. Pri sintezi smo naleteli predvsem na problem čistote spojin, saj je med postopki sinteze ter izolacije prihajalo do izrazite racemizacije spojin, zato so bile izolirane spojine pogosto zmesi stereoizomerov. Z in silico modeliranjem derivatov v kompleksu s kaspazo-1 smo pokazali, da ima lahko sprememba absolutne konfiguracije velik vpliv na vezavno pozo ter ocenjeno vezavno energijo. Spojinam smo nazadnje z in vitro biokemijskim testom z uporabo fluorogenega substrata Ac-YVAD-AMC določili zaviralno aktivnost na rekombinantni človeški kaspazi-1 po 30 minutni inkubaciji kaspaze-1 s spojino, in jo izrazili kot rezidualno aktivnost. Najbolj učinkovit zaviralec je bila spojina 11 (rezidualna aktivnost 9,9 % pri 100 μM), ki se od metabolita VRT-043198 razlikuje samo v odsotnosti aldehidne bojne glave. Kaspazo-1 je zaviralo še pet derivatov, pri čemer pa rezultati niso zanesljivi zaradi nezadostne čistote spojin.20252025-10-30 08:45:30Magistrsko delo/naloga175514VisID: 121141COBISS_ID: 256690435sl