Προσδιορισμός νέων αναστολέων της μιτοχονδριακής ATP συνθάσης. In silico επιλογή και in vitro φαρμακολογική αξιολόγηση.

Διπλωματική Εργασία uoadl:1712617 585 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Σχεδιασμός και Ανάπτυξη νέων Φαρμακευτικών Ενώσεων - Φαρμακολογία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2017-07-13
Έτος εκπόνησης:
2017
Συγγραφέας:
Καραγιάννης Δημήτριος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Μικρός Εμμανουήλ, Καθηγητής του τομέα Φαρμακευτικής Χημείας, Τμήμα Φαρμακευτικής Αθηνών
Παπαπετρόπουλος Ανδρέας, Καθηγητής του τομέα Φαρμακευτικής Χημείας, Τμήμα Φαρμακευτικής Αθηνών
Ανδρεάδου Ιωάννα, Αναπλ. Καθηγήτρια του τομέα Φαρμακευτικής Χημείας, Τμήμα Φαρμακευτικής Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Προσδιορισμός νέων αναστολέων της μιτοχονδριακής ATP συνθάσης. In silico επιλογή και in vitro φαρμακολογική αξιολόγηση.
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Προσδιορισμός νέων αναστολέων της μιτοχονδριακής ATP συνθάσης. In silico επιλογή και in vitro φαρμακολογική αξιολόγηση.
Περίληψη:
Η ATP συνθάση (επίσης γνωστή και ως F-ATPάση ή F1Fo-ATPάση) αποτελεί ένα σημαντικό σύμπλεγμα πρωτεϊνών, το οποίο έχει αποδειχτεί ότι είναι μια μικρή μοριακή μηχανή τύπου ρότορα. Ανάλογα με τις συνθήκες, το σύμπλεγμα αυτό είτε παράγει, είτε υδρολύει τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP). Κατά την ισχαιμία του μυοκαρδίου, ο ρότορας της ATP συνθάσης αλλάζει φορά λειτουργώντας υδρολυτικά, καταναλώνοντας άσκοπα ATP και προκαλώντας δυσλειτουργία στα μιτοχόνδρια. (1) Εκλεκτική αναστολή της ATP υδρολάσης θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα την προστασία του μυοκαρδίου από βλάβες που οφείλονται στην ισχαιμία, με αποτέλεσμα η ανακάλυψη τέτοιων αναστολέων να κρίνεται ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα.
Σε αυτή την μελέτη, παρουσιάζεται o προσδιορισμός νέων αναστολέων της υδρολυτικής δράσης της ATP συνθάσης, βασισμένος σε υπολογιστικές (εικονικές) και πειραματικές μεθόδους αξιολόγησης.
Για την πραγματοποίηση των εικονικών υπολογισμών αξιολόγησης κατασκευάστηκε για πρώτη φορά ένα ολιστικό μοντέλο της ATP συνθάσης των ποντικών (mus musculus) βασισμένο σε ομόλογο μοντέλο, χρησιμοποιώντας όλες τις γνωστές υπομονάδες από την Protein Data Bank (PDB). Βασισμένοι σε αυτό το μοντέλο πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί εικονικής αξιολόγησης πρόσδεσης-κατάταξης στοχεύοντας τα τρία κυρίαρχα ενεργά κέντρα αναστολέων, ήδη γνωστά από την βιβλιογραφία: α) το σημείο κατάλυσης του ATP-ADP β) τη θέση πρόσδεσης της ολιγομυκίνης (oligomycin) γ) την επιφάνεια που σχηματίζει η αύλακα μεταξύ των υπομονάδων 3α και 3β όπου προσδένονται γνωστά μόρια όπως η κερκετίνη και η ρεσβερατρόλη εμφανίζοντας ανασταλτική δράση. Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκε η συλλογή μορίων του Τμήματος Φαρμακευτικής του ΕΚΠΑ που περιέχει 2000 φυσικά και συνθετικά μόρια (Pharmalab). Εκτός από τους υπολογισμούς πρόσδεσης με την ATP συνθάση, πραγματοποιήθηκε και αξιολόγηση με βάση την ομοιότητα (similarity) του προσδέματος ως προς γνωστούς αναστολείς όπως το BMS-199264.(1) Επελέγησαν 48 μόρια και εν συνεχεία έγινε in-vitro αξιολόγηση σε απομονωμένα κλάσματα μιτοχονδρίων, προσδιορίζοντας την υδρολυτική δράση της ATP συνθάσης από τα παραγόμενα PO43-. Συγκεκριμένα, ιστοί καρδιάς από C57-BL-6 ποντίκια αποκόπηκαν αρχικά ώστε να απομονωθούν τα μιτοχόνδρια. Προκειμένου η ATP συνθάση να λειτουργήσει αντίστροφα υδρολύοντας ATP, ακολούθησε ένας κύκλος ψύξης-απόψυξης του δείγματος.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι 35 από τις 48 (73%) υπό εξέταση ενώσεις εμφάνισαν ποικίλες ανασταλτικές δράσεις στα 0.2 mM, επαληθεύοντας τη συνολική υπολογιστική αξιολόγηση. Μεταξύ των 35 μορίων που εμφάνισαν αναστολή, 7 μόρια εμφάνισαν κοινό σκελετό, παρουσιάζοντας ενισχυμένη δράση (αναστολή 48 – 82.5%). Η τιμή IC50 των ενώσεων αυτών μελετήθηκε περαιτέρω, επιβεβαιώνοντας ότι αυτός ο μοριακός σκελετός είναι υπεύθυνος για την ανασταλτική δράση και μπορεί να οδηγήσει σε νέες ενώσεις με πιθανή προστατευτική δράση κατά της ισχαιμίας του μυοκαρδίου.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λοιπές θεματικές κατηγορίες:
Φαρμακολογία
Λέξεις-κλειδιά:
μιτοχονδριακή atp συνθάση, atp συνθάση ποντίκι, αναστολείς της υδρόλυσης του atp, υδρόλυση atp, μιτοχονδριακή ατπ συνθάση, ατπ συνθάση ποντίκι, αναστολείς της υδρόλυσης του ατπ, υδρόλυση ατπ, ισχαιμία του μυοκαρδίου, καρδιοπροστασία, απομόνωση μιτοχονδρίων
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
127
Αριθμός σελίδων:
122