Podrobno

Računalniško podprta optimizacija, sinteza in vrednotenje 4,6-substituiranih 1,3,5-triazin-2(1H)-onov kot katalitičnih zaviralcev človeške DNA topoizomeraze IIα
ID Goličnik, Luka (Avtor), ID Sosič, Izidor (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Perdih, Andrej (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,87 MB)
MD5: 87E1AD4D585FE0A7DEE1A52735236E58

Izvleček
DNA topoizomeraza IIα (topo IIα) je ključen encim pri uravnavanju topologije DNA in ima osrednjo vlogo pri podvojevanju in transkripciji ter delitvi celic. Zaradi povečanega izražanja v hitro delečih se rakavih celicah predstavlja pomembno tarčo protirakavih učinkovin. Večina klinično uporabljenih zaviralcev topo IIα deluje kot topoizomerazni strupi, ki stabilizirajo kompleks DNA–encim in povzročajo kopičenje dvojnih prelomov DNA, kar je povezano s hudimi neželenimi učinki in tveganjem za sekundarna rakava obolenja. Katalitični zaviralci, ki zavirajo encim brez indukcije poškodb DNA, so zato obetavna alternativa. Cilj magistrske naloge je računalniško podprta optimizacija, sinteza in biološko vrednotenje 4,6-disubstituiranih 1,3,5-triazin-2(1H)-onov kot katalitičnih zaviralcev človeške DNA topo IIα, ki ciljajo na vezavno mesto za ATP. Za razširitev poznavanja odnosa med strukturo in delovanjem (SAR) pri predstavnikih triazinonov s povezovalnima kisikovima atomoma (O-triazinoni) smo po razvitem sinteznem postopku pripravili manjšo serijo novih analogov, ki imajo na mestu 6 uveden biciklični substituent ali nove monociklične substituente. Biološko ovrednotenje sintetiziranih O-triazinonov je pokazalo, da je najmočnejšo zaviralno aktivnost izkazovala spojina 8, ki je delovala bolje od klinično uporabljanega topoizomeraznega strupa etopozida. S tem smo tudi pokazali, da uvedba bicikličnih substituentov na mesto 6 triazinonskega obroča, podobno kot pri S-triazinonih, omogoča zaviranje topo IIα s primerljivo aktivnostjo. Spojina deluje kot katalitični zaviralec in ne stabilizira kovalentnega kompleksa DNA–encim. Rezultati molekulskega sidranja so pokazali ohranitev interakcijskega vzorca z vezavnim mestom za ATP, kot so ga imeli predhodno sintetizirani O-triazinoni. S kombinacijo programa za načrtovanje DeepFrag, ki temelji na metodah globokega učenja in molekulskega sidranja, smo nato še načrtovali nove substituente na položajih 4 in 6 triazinonskega ogrodja. Izmed ovrednotenih in silico spojin se je kot posebej zanimiva izkazala potencialna uvedba sulfonske ali sulfonamidne skupine na fenil pripet na substitucijsko mesto 4, in sicer kot možen mimetik ene izmed fosfatnih skupin molekule ATP. Magistrsko delo prispeva k nadaljnjemu razvoju razreda triazinonskih katalitičnih zaviralcev topo IIα ter potrjuje uporabnost metod globokega učenja pri strukturno podprti optimizaciji učinkovin v zgodnjih fazah odkrivanja protirakavih zdravilnih učinkovin.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:rak, človeška DNA topoizomeraza IIα, 4, 6-disubstituirani 1, 3, 5-triazin-2(1H)-oni, katalitični zaviralec, umetna inteligenca
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-181438 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:08.04.2026
Število ogledov:99
Število prenosov:41
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Computer-aided optimization, synthesis, and evaluation of 4,6-substituted 1,3,5-triazine-2(1H)-ones as catalytic inhibitors of human DNA topoisomerase IIα
Izvleček:
DNA topoisomerase IIα (topo IIα) is a key enzyme in the regulation of DNA topology and plays a central role in replication, transcription and cell division. Due to its increased expression in rapidly dividing cancer cells, it represents an important target for anticancer drugs. Most clinically used topo IIα inhibitors act as topoisomerase poisons, stabilizing the DNA–enzyme complex and causing the accumulation of DNA double-strand breaks, which is associated with severe side effects and the risk of secondary cancers. Catalytic inhibitors that inhibit the enzyme without inducing DNA damage are therefore a promising alternative. The focus of this master thesis was the computer-aided optimization, synthesis and biological evaluation of 4,6-disubstituted 1,3,5-triazin-2(1H)-ones as catalytic inhibitors of human DNA topo IIα, targeting the ATP binding site. To expand our knowledge of the structure-activity relationship (SAR) of triazinones with bridging oxygen atoms (O-triazinones), we prepared a small series of new analogues with a bicyclic substituent or new monocyclic substituents at position 6 using the developed synthesis procedure. Biological evaluation of the synthesized O-triazinones showed that compound 8 had the strongest inhibitory activity, with better potency than the clinically used topoisomerase poison etoposide. We also demonstrated that the introduction of bicyclic substituents at position 6 of the triazinone ring, similar to S-triazinones, allows inhibition of topo IIα with comparable activity. The compound acts as a catalytic inhibitor and does not stabilize the covalent DNA–enzyme complex. The results of molecular docking showed the preservation of the interaction pattern with the ATP binding site as determined for a previous series of O-triazinones. Using the DeepFrag design program, which is based on deep learning and molecular docking methods, we then also designed new substituents at positions 4 and 6 of the triazinone scaffold Among the evaluated in silico compounds, the potential introduction of a sulfonic or sulfonamide group on the phenyl ring attached at the substitution site 4, as a possible mimetic of one of the phosphate groups of the ATP molecule, proved to be particularly interesting. The master's thesis contributes to the further development of the class of triazinone catalytic topo IIα inhibitors and confirms the utility of deep learning methods in structure-based optimization of biologically active compounds in the early stages of anticancer drug discovery.

Ključne besede:cancer, human DNA topoisomerase IIα, 4, 6-disubstituted 1, 3, 5-triazine-2(1H)-ones, catalytic inhibitor, artificial intelligence

Podobna dela

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

Nazaj