Načrtovanje, sinteza in vrednotenje novih zaviralcev in himernih razgrajevalcev človeškega galektina-8 : raziskovalni podatki, obravnavani v doktorskem delu

Purić, Edvin (avtor), Anderluh, Marko (mentor)

Galektin-8 igra pomembno vlogo v prirojenem in pridobljenem imunskem odzivu, saj je vključen v širok spekter fizioloških procesov in pri številnih boleznih, zaradi česar je zanimiva tarča za zelo močne in selektivne zaviralce galektina-8N. V našem delu smo zasnovali knjižnice spojin, začenši z znanim zaviralcem galektina-8N, ki ima nizko mikromolarno afiniteto za galektin-8N in rahlo selektivnost v primerjavi z galektinom-3, ki ima podobno vezavno mesto kot galektin-8N. Z našo strategijo smo uspeli pripraviti prve zaviralce galektina-8N z vrednostmi Kd v nanomolarnem območju in nekoliko izboljšano selektivnostjo do galektina-3 v primerjavi s spojino vodnico. Izotermna titracijska kalorimetrija (ITC) je pokazala pomembne razlike v entalpijskih in entropijskih prispevkih k vezavi in zelo zanimiv termodinamski odtis izbranih zaviralcev galektina-8N. Pridobili smo kristalno strukturo 2-O-propargilnega derivata v kompleksu z N-končno domeno galektina-8, ki nakazuje na interakcijo med acetilenskim delom kokristaliziranega liganda in gvanidinskim delom stranske verige Arg45. Nadaljnji kvantno-mehanski izračuni so potrdili novo vrsto interakcije, ki do zdaj še ni bila opisana in jo lahko označimo kot nekanonično kation-π interakcijo. Poleg tega smo dokazali, da je test fluorescenčne polarizacije zanesljiva metoda za rešetanje in se lahko uporablja pri rešetanju visoke zmogljivosti zaviralcev galektina-8N. Hkrati smo pripravili novo fluorescentno sondo, ki zahteva manj sinteznih korakov v primerjavi s tetrasaharidno LNnT sondo in se lahko alternativno uporablja pri rešetanju zaviralcev galektina-8N. Skupaj s partnerji z Univerze v Firencah smo uspešno zasnovali BODIPY sondo in dokazali njeno uporabnost pri preučevanju lektinov v testih na osnovi fluorescence. Kot prvi smo načrtovali, sintetizirali in biološko ovrednotili himerni razgrajevalec (PROTAC) galektina-8, ki je povzročil razgradnjo galektina-3 in -8 v celicah raka dojke. Nasprotno pa nobena od načrtovanih molekul PROTAC ni vplivala na ravni galektina-3 in -8 v celicah HUVEC. Rezultati testa angiogeneze in vitro so pokazali spremembe v tvorbi cevk, medtem ko popolno zaviranje angiogeneze ni bilo doseženo.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: galektini, galektin-8, zaviralci galektina-8, imunski odziv, tumor, test fluorescenčne polarizacije, himerni razgrajevalci
• Tipologija: 2.20 - Zaključena znanstvena zbirka raziskovalnih podatkov
• Časovno pokritje: 2021-2025
• Organizacija: FFA - Fakulteta za farmacijo
• Leto izida: 2025
• PID: 20.500.12556/RUL-171959
• Metode zbir. podat.: Poskus: Laboratorij
• Datum objave v RUL: 05.09.2025

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Design, synthesis and evaluation of novel inhibitors and proteolysis-targeting chimeras for human galectin-8 : research data underlying the doctoral dissertation

Izvleček

Galectin-8 plays an important role in innate and adaptive immune responses, as it is involved in a wide variety of physiological processes and in a number of diseases, making it an interesting target for highly potent and selective galectin-8N inhibitors. In our work, we have designed compound libraries, starting from a known galectin-8N inhibitor, which has a low micromolar affinity for galectin-8N and slight selectivity towards galectin-3, which has a similar binding site to galectin-8N. Our strategy led to the first inhibitors of galectin-8N with Kd values in the nanomolar inhibition range and slightly improved selectivity towards galectin-3, compared to the lead compound. Isothermal titration calorimetry (ITC) revealed important differences in enthalpic and entropic contributions to the binding and indicated a very interesting thermodynamic footprint of the selected galectin-8N inhibitors. We solved a crystal structure of the 2-O-propargyl derivative in complex with the N-terminal domain of galectin-8, showing a close contact between the acetylene moiety of the co-crystallised ligand and the guanidine moiety of the Arg45 side chain. Further quantum mechanical calculations confirmed a new type of interaction, which has not been previously identified and can be characterised as a non-canonical cation-π interaction. Besides, we proved that the fluorescence polarisation assay is a reliable screening method and can be used for high-throughput screening of galectin-8N inhibitors. A new fluorescent probe was designed, which requires fewer synthesis steps compared to a tetrasaccharide LNnT probe and can be alternatively used in screening of galectin-8N inhibitors. Together with partners from the University of Florence, we have successfully designed BODIPY probe and demonstrated its usefulness in studying lectins in fluorescence-based assays. Finally, we were the first to design, synthesize and biologically evaluate chimeric degrader (PROTAC) for galectin-8, which induced galectin-3 and -8 degradation in breast cancer cells. Conversely, none of the designed PROTACs were able to affect galectin-3 and -8 levels in HUVEC cells. The results of the in vitro angiogenesis assay showed changes in tube formation, while the complete inhibition of angiogenesis has not been achieved.

• Ključne besede: galectins, galectin-8, galectin-8 inhibitors, immune response, tumor, fluorescence polarization assay, PROTAC molecules

Projekti

• Financer: ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: P1-0208
• Naslov: Farmacevtska kemija: načrtovanje, sinteza in vrednotenje učinkovin