20.500.12556/RUL-188043 Načrtovanje, sinteza in vrednotenje zaviralcev bakterijskih transpeptidaz in metalobetalaktamaz Design, synthesis and evaluation of bacterial transpeptidase and metallo-beta-lactamase inhibitors Odpornost po Gramu negativnih bakterij proti protimikrobnim učinkovinam je vse večja grožnja, razvoj novih učinkovin pa za njo zaostaja. Doktorsko delo raziskuje monobaktamske antibiotike, monociklične β-laktame, kot ogrodje za nove protibakterijske učinkovine in združuje dva komplementarna pristopa: razvoj monobaktamskih zaviralcev bakterijskih transpeptidaz s protibakterijskim delovanjem ter računalniško podprto odkrivanje zaviralcev metalo-β-laktamaz. Razvili smo modularni monociklični β-laktamski sinton, ki omogoča derivatizacijo na mestih N1, C3 in C4 v poznih stopnjah sinteze, in z njim pripravili derivatizirane spojine, vendar je sintezna pot dolgotrajna, zato je priprava obsežnih knjižnic še vedno časovno potratna. Na podlagi kristalne strukture aztreonama smo z računalniško podprtim načrtovanjem pripravili nove zaviralce penicilin vezočih proteinov, med katerimi najmočnejši tvori halogensko vez z ohranjenim treoninom, kristalna struktura pa je pokazala, da je stranska veriga na mestu C3 usmerjena proti topilu in dopušča konjugacijo. To smo izkoristili za pripravo petih serij konjugatov aztreonama, ki zaviranje transpeptidaz združujejo z dodatnimi mehanizmi: nitroksidi, acil homoserin laktoni, gvanidini in bigvanidi, trajno nabite skupine ter dvojne zaviralce za hkratno ciljanje D,D- in L,D-transpeptidaz. Spojine so zavirale transpeptidaze in imele protibakterijsko delovanje. Najobetavnejša je bila serija gvanidinov, ki je izboljšala delovanje proti težje obvladljivim patogenom in znatno upočasnila razvoj odpornosti. Kot glavni oviri sta se dosledno izkazali prepustnost zunanje membrane in aktivno črpanje zaviralcev iz celic. Nazadnje smo s pretvorbo knjižnice kloroacetamidov v merkaptoacetamide pridobili zaviralce encima NDM-1, na osnovi kristalne strukture pa smo izvedli virtualno rešetanje, ki je prineslo dodatne mikromolarne zaviralce z raznolikimi skupinami za vezavo cinka. Delo prinaša nove sintezne poti, strukturna spoznanja o interakcijah monobaktamov s penicilin vezočimi proteini in več serij zaviralcev ter tako prispeva nove pristope k razvoju monobaktamskih protibakterijskih učinkovin in zaviralcev metalo-β-laktamaz. scaffold for new antibacterial agents and combines two complementary strategies: the development of monobactam inhibitors of bacterial transpeptidases with antibacterial activity, and the computational discovery of metallo-β-lactamase inhibitors. A modular monocyclic β-lactam synthon allowing late-stage derivatization at the N1, C3 and C4 positions was developed and used to prepare derivatised compounds, although the lengthy synthesis makes the preparation of large libraries impractical. Starting from a crystal structure of aztreonam, structure-based design yielded new penicillin-binding-protein inhibitors, the most potent forming a halogen bond with a conserved threonine, and crystal structures revealed that the ATMO side chain points towards solvent and tolerates conjugation. Exploiting this, five conjugate series were prepared from aztreonam, combining transpeptidase inhibition with additional mechanisms: nitroxides, acyl homoserine lactones, guanidines and biguanides, permanently charged groups, and dual inhibitors targeting both D,D- and L,D-transpeptidases. These compounds inhibited transpeptidases and showed antibacterial activity. The guanidine series was most promising, improving activity against difficult pathogens and markedly slowing resistance development. Outer-membrane permeability and efflux were consistently identified as the main limitations. Finally, repurposing a chloroacetamide library as mercaptoacetamides yielded NDM-1 inhibitors, and a crystal structure guided virtual screening that delivered further micromolar inhibitors with diverse zinc-binding groups. Overall, the work delivers new synthetic routes, structural insights into monobactam–PBP interactions, and several inhibitor series, contributing new approaches to the development of monobactam antibacterials and metallo-β-lactamase inhibitors against antimicrobial resistance. monobaktami penicilin vezoči proteini metalo-β-laktamaze odpornost mikroorganizmov proti protimikrobnim učinkovinam farmacevtska kemija. monobactams penicillin-binding proteins metallo-β-lactamases antimicrobial resistance medicinal chemistry. true false false Slovenski jezik Angleški jezik Doktorsko delo/naloga 2026-09-18 07:15:33 2026-09-18 07:16:07 2026-09-19 04:29:50 0000-00-00 00:00:00 2026 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 2027-09-15 41232 10674.pdf 10674.pdf 1 799FB19D4DB82EE0A9169E323C2EDB4E d1d8de652e1371f4841d2d0a171d90b8cf7f6f22b0e810a90fbb5f5b7777aa17 0ee91a40-b320-11f1-8bc5-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=248037 Fakulteta za farmacijo 0 0 0