Podrobno

Preučevanje imunskega receptorja NKG2A/CD94 ter načrtovanje zaviralcev kinaz Src z uporabo molekulskih simulacij
ID Ljubič, Martin (Avtor), ID Borišek, Jure (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Perdih, Andrej (Komentor), ID Sollner Dolenc, Marija (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (45,78 MB)
MD5: 00491E9B734018DC2AB7D05C2A7F0748

Izvleček
Imunski sistem predstavlja ključno obrambno linijo organizma pred patogeni ter rakavimi celicami in je zaradi velikega potenciala pri razvoju imunoterapij predmet intenzivnih raziskav. Rakave in senescentne celice na svoji površini izražajo inhibitorne ligande, kot so HLA-E, ki preko interakcije s transmembranskim receptorjem NKG2A/CD94 zavrejo citotoksično aktivnost celic NK. Prenos zaviralnega signala poteka prek regij ITIM v znotrajceličnem delu receptorja, ki jih po vezavi liganda HLA-E fosforilirajo protein kinaze iz družine Src. S pomočjo programa AlphaFold2 smo zgradili prvi celostni model receptorja NKG2A/CD94. S simulacijami molekulske dinamike smo pokazali, da vezava HLA-E vodi do povečane izpostavljenosti regij ITIM molekulam vode, kar omogoča njihovo fosforilacijo in nadaljnji prenos zaviralnega signala. Potrdili smo prisotnost mreže vodikovih vezi v zunajcelični regiji ter identificirali tvorbo novih vezi med povezovalnimi regijami receptorja in to povezali s spremembo orientacije transmembranskih vijačnic v bolj prekrižano obliko kot možen mehanizma prenosa signala v notranjost celice. Pokazali smo, da sestava lipidnega dvosloja pomembno vpliva na dinamiko in prenos inhibitornega signala preko receptorja NKG2A/CD94. Prisotnost negativnega naboja na povšini membrane je zmanjšala fleksibilnost in odprtost znotrajceličnih regij in zavrla prenos signala. Tanjši lipidni dvosloj je povzročil nagib transmembranskih vijačnic in vplival na sosednje domene, medtem ko je ukrivljenost membrane vplivala na izpostavljenst ene izmed obeh regij ITIM. Ti rezultati poudarjajo pomen skrbne izbire lipidnega okolja pri simulacijah transmembranskih proteinov. Na primeru kinaz Fyn in Lyn iz družine Src smo razvili nov protokol virtualnega rešetanja, ki temelji na vodnih farmakofornih modelih. Potrdili smo uporabnost razvite metode ter odkrili dva nova potencialna zaviralca izbranih kinaz, katerih vezavo smo dodatno ovrednotili s simulacijami molekulske dinamike. Pokazali smo, da vodni farmakoforni modeli težje zajamejo ugodne interkacije z bolj fleksibilnimi deli proteina. Zato lahko kombinacija vodnih farmakofornih modelov z informacijami o znanih ligandih in eksperimentalnih strukturah dodatno izboljša napovedno moč modelov ter omogoči učinkovitejše načrtovanje zaviralcev.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:receptor NKG2A/CD94, kinaze Src, molekulske simulacije, molekulska dinamika, vodni farmakofori, prenos signala
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-177348 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:21.12.2025
Število ogledov:47
Število prenosov:9
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Investigation of the immune receptor NKG2A/CD94 and molecular simulation-based design of inhibitors of Src kinases
Izvleček:
The immune system represents a key line of defense against pathogens and cancer cells and is the subject of intensive research due to its therapeutic potential. Cancer and senescent cells express inhibitory ligands such as HLA-E on their surface which suppress the cytotoxic activity of NK cells through interaction with the transmembrane receptor NKG2A/CD94. Transduction of the inhibitory signal occurs through ITIM regions in the intracellular part of the receptor, which are phosphorylated by Src family kinases. Using AlphaFold2, we built the first complete model of the NKG2A/CD94 receptor. Molecular dynamics simulations showed that binding of HLA-E increases the exposure of ITIM regions to water molecules, enabling their phosphorylation and signal transduction. We confirmed the presence of a hydrogen bond network in the extracellular region and identified the formation of new bonds between connecting regions of the receptor. These changes were associated with a tilting of the transmembrane helices into a more crossed conformation, suggesting a possible mechanism of signal transduction. We demonstrated that the lipid bilayer composition strongly affects receptor dynamics and inhibitory signal transmission. The presence of negative charge on the membrane surface reduced the flexibility and exposure of intracellular regions. A thinner lipid bilayer induced the tilting of transmembrane helices and influenced neighboring domains, while membrane curvature affected the exposure of one of the ITIM regions. These results highlight the importance of carefully selecting the lipid environment when simulating transmembrane proteins. Using Src kinases Fyn and Lyn, we developed a new virtual screening protocol based on water pharmacophore models. We confirmed its applicability and identified two novel potential inhibitors, whose binding was further evaluated by molecular dynamics simulations. We showed that water pharmacophore models are less effective at capturing interactions with flexible protein regions. Therefore, combining them with information from known ligands and experimental structures can enhance predictive power and enable more effective inhibitor design.

Ključne besede:NKG2A/CD94 receptor, Src kinases, molecular simulations, molecular dynamics, water pharmacophores, signal transduction

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj