Μελέτη της Ορθοστερικής Περιοχής Πρόσδεσης Αγωνιστών του Υποδοχέα Αδενοσίνης A3 με Υπολογιστικές Προσομοιώσεις και Πειράματα Μεταλλαξιγένεσης

Διπλωματική Εργασία uoadl:2880823 320 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Σχεδιασμός και Ανάπτυξη νέων Φαρμακευτικών Ενώσεων - Φαρμακευτική Χημεία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2019-09-17
Έτος εκπόνησης:
2019
Συγγραφέας:
Σταμάτης Δημήτριος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Κολοκούρης Αντώνιος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Φαρμακευτικής, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη της Ορθοστερικής Περιοχής Πρόσδεσης Αγωνιστών του Υποδοχέα Αδενοσίνης A3 με Υπολογιστικές Προσομοιώσεις και Πειράματα Μεταλλαξιγένεσης
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη της Ορθοστερικής Περιοχής Πρόσδεσης Αγωνιστών του Υποδοχέα Αδενοσίνης A3 με Υπολογιστικές Προσομοιώσεις και Πειράματα Μεταλλαξιγένεσης
Περίληψη:
Ο υποδοχέας αδενοσίνης Α3 (adenosine receptor A3, A3R) που ενεργοποιείται από την αδενοσίνη, υπερεκφράζεται σε διάφορα καρκινικά κύτταρα και είναι ένας πολλά υποσχόμενος φαρμακολογικός στόχος για την αντιμετώπιση του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων και άλλων παθολογικών καταστάσεων, όπως είναι το άσθμα, η ρευματοειδής αρθρίτιδα και τα ισχαιμικά τραύματα. Προς το παρόν, δεν υφίσταται πειραματική δομή του Α3R και στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε η σημασία των αμινοξέων της ορθοστερικής περιοχής στην πρόσδεση του μη εκλεκτικού αγωνιστή 1-(6-amino-9H-purin-9-yl)-1-deoxy-N-ethyl-β-D-ribofuranuronamide (NECA) (2) και του εκλεκτικού αγωνιστή 1-deoxy-1-[6-[[(3-iodophenyl)methyl]amino]-9H-purin-9-yl]-N-methyl-β-D-ribofuranuronamide (IB-MECA) (3). Πραγματοποιήθηκαν: (α) προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής (molecular dynamics, MD) συμπλόκων του φυσιολογικού (wild type, WT) και επιλεγμένων μεταλλαγμένων μορφών του Α3R με τους αγωνιστές NECA (2) ή IB-MECA (3), με στόχο την αναγνώριση των αμινοξέων που είναι σημαντικά για την πρόσδεση των αγωνιστών, και (β) πειράματα μεταλλαξιγένεσης και μέτρηση των ενεργοτήτων (pIC50) των μεταλλαγμένων μορφών A3R με τους αγωνιστές προς επιπλέον ανάπτυξη των παρατηρήσεων από τις προσομοιώσεις. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί ελεύθερης ενέργειας πρόσδεσης (ΔGeff) με τη μέθοδο Molecular Mechanics-Generalized Born Surface Area (MM-GBSA). Η συσχέτιση των υπολογιστικών τιμών ΔGeff και των πειραματικών τιμών pIC50 για τα NECA (2) και IB-MECA (3) ήταν ικανοποιητική (r=-0,76 και -0,69 αντίστοιχα) και επέτρεψε τη διάκριση μεταξύ μεταλλάξεων οι οποίες μειώνουν ή καταργούν τη δράση των αγωνιστών έναντι αυτών που την διατηρούν ή την αυξάνουν. Τα συνδυασμένα υπολογιστικά και πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η πρόσδεση των αγωνιστών και η ενεργοποίηση του υποδοχέα πραγματοποιείται μέσω άμεσων αλληλεπιδράσεων, όπως είναι (α) οι αλληλεπιδράσεις π-π με την F1685.29, (β) οι αλληλεπιδράσεις van der Waals με τις L2466.51 and I2687.39, και (γ) οι δεσμοί υδρογόνου με τις T943.36, N2506.55 S2717.42 και H2727.43. Η μετάλλαξη αυτών των αμινοξέων σε αλανίνη οδήγησε σε απώλεια της δραστικότητας. Η μετάλλαξη των άμεσα αλληλεπιδρώντων αμινοξέων V1695.30, W1855.46 και L2647.35 (βαριά άτομα σε απόσταση μικρότερη των 3,5 Å από τους αγωνιστές) σε αλανίνη δεν μετέβαλε τα επίπεδα δραστικότητας των αγωνιστών, εκτός από την πρώτη περίπτωση όπου η δραστικότητα του IB-MECA (3) αυξήθηκε σημαντικά. Επιπλέον, παρότι η V1695.30 θεωρείται “φίλτρο εκλεκτικότητας” για τους προσδέτες του Α3R έναντι των υπόλοιπων υπότυπων υποδοχέων αδενοσίνης, όταν αυτή μεταλλάχθηκε σε γλουταμικό οξύ, η δραστικότητα του ΙΒ-MECA (3) αυξήθηκε. Από τα εμμέσως αλληλεπιδρώντα αμινοξέα τα οποία είναι πιο απομακρυσμένα από τον αγωνιστή, τα L903.32 και M1775.38 διαπιστώθηκαν ως απαραίτητα για την πρόσδεση και των δύο αγωνιστών, διότι η μετάλλαξή τους σε αλανίνη είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της δραστικότητας. Η μετάλλαξη του αμινοξέος M1745.35 σε αλανίνη επηρέασε αρνητικά μόνο τη δραστικότητα του NECA (2), ενώ οι μεταλλάξεις του αμινοξέος I2536.58 δεν ήταν σημαντικές. Η παρούσα εργασία έχει ως στόχο: (α) την εύρεση των χαρακτηριστικών αμινοξέων της ορθοστερικής περιοχής πρόσδεσης του A3R τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην πρόσδεση των αγωνιστών NECA (2) και ΙΒ-ΜΕCA (3) με χρήση πειραμάτων μεταλλαξιγένεσης και υπολογιστικών προσομοιώσεων, (β) τη μελέτη της ακρίβειας της μεθόδου MM-GBSA στον υπολογισμό των ελευθέρων ενεργειών πρόσδεσης, και (γ) τη δυνατότητα συνδυασμού των προηγούμενων συμπερασμάτων για το σχεδιασμό νέων δραστικών προσδετών του Α3R.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
υποδοχέας αδενοσίνης Α3, αγωνιστές υποδοχέα Α3, μοριακή δυναμική, μεταλλαξιγένεση, δοκιμασίες λειτουργικότητας,ορθοστερική περιοχή πρόσδεσης
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
2
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
117
Αριθμός σελίδων:
84
Αρχείο:
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.

Διπλωματική_εργασία-Σταμάτης_Δημήτριος.pdf
6 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.