|
|
Nové inhibitory HIV proteasy: návrh, synthesa a testování aktivity
Schimer, Jiří ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
HIV proteasa zůstává jedním z hlavních terapeutických cílů při léčbě HIV. V současné době je na trhu 9 schválených inhibitorů HIV proteasy. Nicméně, díky vysoké chybovosti reversní transkriptasy byla vůči každému z nich již popsána rezistence. Právě proto hledání nového inhibitoru s rozdílným vazebným modem je stále aktuálním tématem. Nový typ proteasových inhibitorů (1, 4-benzodiazepinové analogy) byl nedávno objeven v naší laboratoři. Tato nová skupina látek je velice aktivní (Ki v řádech 10-9 ), ale zároveň má několik nežádoucích vlastností, mezi které patří například špatná rozpustnost, či velké množství stereogenních center. Hlavním úkolem této práce bylo pokusit se připravit rozpustnější sloučeninu s menším počtem možných stereoisomerů, enzymologicky charakterizovat její vazbu na přirozenou a mutantní proteasu z viru HIV a určit její strukturu v komplexu s tímto enzymem. Malá knihovna 1, 4-benzodiazepinových inhibitorů byla připravena a plně charakterizována pomocí NMR spektroskopie a hmotnostní spektrometrie. Počet stereogenních center byl úspěšně zredukován ze 4 na 2 bez jakékoliv ztráty aktivity. Zvýšení rozpustnosti vedlo vždy zároveň i ke snížení aktivity. Všechny strukturní a kinetické studie byly prováděny s nejaktivnějším inhibitorem, který byl ale omezeně rozpustný. Byl určen...
|
|
|
Protease Inhibitors as a Research Tool: Design, Synthesis and Evaluation of HIV PR and GCPII Inhibitors
Schimer, Jiří
Hlavním cílem teto práce je příprava inhibitorů jako nástroje pro studium a potenciální zásah do procesů regulovaných proteasami. V této práci jsem se zaměřil na dvě významné proteasy: HIV protreasu (HIV PR), která hraje nepostradatelnou roli během dozrávaní virových částic, a glutamátkarboxypeptidasu II (GCPII), důležitý marker rakoviny nádorů prostaty. Racionální návrh inhibitorů medicínsky významných enzymů slouží hned dvěma účelům: za prvé, jak se ukázalo, jsou inhibitory účinnými virostatiky (HIV proteasa je pravděpodobně vůbec nejlepším příkladem úspěšného vývoje léčiv pomocí racionálního návrhu) a za druhé, - v kontextu této disertační práce pravděpodobně i důležitěji - inhibitory mohou sloužit též jako nástroje pro rozšifrování základních biologických otázek týkajících se regulace, načasování a časoprostorové kontroly takových zásadních procesů, jako je maturace virových částic či vznik rakovinových buněk. Proteasa viru lidské imunitní nedostatečnosti Virus lidské imunitní nedostatečnosti (HIV) způsobující AIDS zabil v průběhu posledních čtyř desetiletí vice než 40 milionů lidí, z čehož 1,5 milionu zemřelo jen v minulém roce. Nakažených pacientů je v současné chvíli více než 35 milionů a toto číslo se stále zvyšuje, zejména v méně rozvinutých zemích sub-saharské Afriky. Především kvůli...
|
|
|
Protease Inhibitors as a Research Tool: Design, Synthesis and Evaluation of HIV PR and GCPII Inhibitors
Schimer, Jiří
Hlavním cílem teto práce je příprava inhibitorů jako nástroje pro studium a potenciální zásah do procesů regulovaných proteasami. V této práci jsem se zaměřil na dvě významné proteasy: HIV protreasu (HIV PR), která hraje nepostradatelnou roli během dozrávaní virových částic, a glutamátkarboxypeptidasu II (GCPII), důležitý marker rakoviny nádorů prostaty. Racionální návrh inhibitorů medicínsky významných enzymů slouží hned dvěma účelům: za prvé, jak se ukázalo, jsou inhibitory účinnými virostatiky (HIV proteasa je pravděpodobně vůbec nejlepším příkladem úspěšného vývoje léčiv pomocí racionálního návrhu) a za druhé, - v kontextu této disertační práce pravděpodobně i důležitěji - inhibitory mohou sloužit též jako nástroje pro rozšifrování základních biologických otázek týkajících se regulace, načasování a časoprostorové kontroly takových zásadních procesů, jako je maturace virových částic či vznik rakovinových buněk. Proteasa viru lidské imunitní nedostatečnosti Virus lidské imunitní nedostatečnosti (HIV) způsobující AIDS zabil v průběhu posledních čtyř desetiletí vice než 40 milionů lidí, z čehož 1,5 milionu zemřelo jen v minulém roce. Nakažených pacientů je v současné chvíli více než 35 milionů a toto číslo se stále zvyšuje, zejména v méně rozvinutých zemích sub-saharské Afriky. Především kvůli...
|
|
|
Protease Inhibitors as a Research Tool: Design, Synthesis and Evaluation of HIV PR and GCPII Inhibitors
Schimer, Jiří ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent) ; Ruml, Tomáš (oponent)
Hlavním cílem teto práce je příprava inhibitorů jako nástroje pro studium a potenciální zásah do procesů regulovaných proteasami. V této práci jsem se zaměřil na dvě významné proteasy: HIV protreasu (HIV PR), která hraje nepostradatelnou roli během dozrávaní virových částic, a glutamátkarboxypeptidasu II (GCPII), důležitý marker rakoviny nádorů prostaty. Racionální návrh inhibitorů medicínsky významných enzymů slouží hned dvěma účelům: za prvé, jak se ukázalo, jsou inhibitory účinnými virostatiky (HIV proteasa je pravděpodobně vůbec nejlepším příkladem úspěšného vývoje léčiv pomocí racionálního návrhu) a za druhé, - v kontextu této disertační práce pravděpodobně i důležitěji - inhibitory mohou sloužit též jako nástroje pro rozšifrování základních biologických otázek týkajících se regulace, načasování a časoprostorové kontroly takových zásadních procesů, jako je maturace virových částic či vznik rakovinových buněk. Proteasa viru lidské imunitní nedostatečnosti Virus lidské imunitní nedostatečnosti (HIV) způsobující AIDS zabil v průběhu posledních čtyř desetiletí vice než 40 milionů lidí, z čehož 1,5 milionu zemřelo jen v minulém roce. Nakažených pacientů je v současné chvíli více než 35 milionů a toto číslo se stále zvyšuje, zejména v méně rozvinutých zemích sub-saharské Afriky. Především kvůli...
|
|
|
Mechanism of action of non-peptide inhibitors of HIV protease
Began, Jakub ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Bořek Dohalská, Lucie (oponent)
Inhibice HIV-1 proteasy hraje významnou roli v boji proti viru HIV. Od roku 1995 bylo na trh uvedeno devět inhibitorů HIV-1 proteasy, avšak jejich účinnost klesá vinou vzniku rezistence viru vůči inhibitorům. Proto je potřeba vyvíjet účinnější léčiva s novými strukturními motivy a mechanismy účinku. V nedávné době byla u několika inhibitorů pozorována jejich vazba i mimo aktivní místo proteasy. Darunavir, jenž je posledním schváleným inhibitorem HIV-1 proteasy a vykazuje kompetitivní typ inhibice, se pravděpodobně také váže do oblasti chlopní HIV-1 proteasy. Dvě studie podporující tento alternativní způsob vazby byly založeny na kinetických měřeních a rentgenové krystalografii. Je však otázkou, zda-li dochází k této vazbě i za fyziologických podmínek anebo zda-li se jedná pouze o krystalizační artefakt. I další data podporují alternativní vazbu darunaviru s vysoce mutovanou HIV-1 proteasou: pomocí termodynamické analýzy bylo prokázano, že na dimerní HIV-1 proteasu se váží dvě molekuly darunaviru. Nicméně toto pozorování nebylo potvrzeno rentgenovou krystalografií, neboť darunavir byl v krystalové struktuře přítomen pouze v aktivním místě HIV-1 proteasy. Tato vysoce mutovaná varianta HIV-1 proteasy se proto stala předmětem dalšího zkoumání. Pro studium mechanismu vazby darunaviru na mutovanou...
|
|
|
Nové inhibitory HIV proteasy: návrh, synthesa a testování aktivity
Schimer, Jiří ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
HIV proteasa zůstává jedním z hlavních terapeutických cílů při léčbě HIV. V současné době je na trhu 9 schválených inhibitorů HIV proteasy. Nicméně, díky vysoké chybovosti reversní transkriptasy byla vůči každému z nich již popsána rezistence. Právě proto hledání nového inhibitoru s rozdílným vazebným modem je stále aktuálním tématem. Nový typ proteasových inhibitorů (1, 4-benzodiazepinové analogy) byl nedávno objeven v naší laboratoři. Tato nová skupina látek je velice aktivní (Ki v řádech 10-9 ), ale zároveň má několik nežádoucích vlastností, mezi které patří například špatná rozpustnost, či velké množství stereogenních center. Hlavním úkolem této práce bylo pokusit se připravit rozpustnější sloučeninu s menším počtem možných stereoisomerů, enzymologicky charakterizovat její vazbu na přirozenou a mutantní proteasu z viru HIV a určit její strukturu v komplexu s tímto enzymem. Malá knihovna 1, 4-benzodiazepinových inhibitorů byla připravena a plně charakterizována pomocí NMR spektroskopie a hmotnostní spektrometrie. Počet stereogenních center byl úspěšně zredukován ze 4 na 2 bez jakékoliv ztráty aktivity. Zvýšení rozpustnosti vedlo vždy zároveň i ke snížení aktivity. Všechny strukturní a kinetické studie byly prováděny s nejaktivnějším inhibitorem, který byl ale omezeně rozpustný. Byl určen...
|
|
| |
|
|
A Phenylnorstatine Inhibitor Binding to HIV-1 Protease: Geometry, Protonation and Subsite-Pocket Interactions Analyzed at Atomic Resolution
Brynda, Jiří ; Řezáčová, Pavlína ; Fábry, Milan ; Hořejší, Magdalena ; Štouračová, Renata ; Sedláček, Juraj ; Souček, M. ; Hradílek, M. ; Lepšík, M. ; Konvalinka, J.
The x-ray structure of a complex of HIV-1 protease (PR) with a phenylnorstatine inhibitor Z-Pns-Phe-Glu-Glu-NH2 has been determined at 1.03 A, the highest resolution so far reported for any HIV PR complex. The inhibiot shows subnanomolar Ki values for both the wild-type PR and the variant representing one of the most common mutations linked to resistance developoment. The structure displays a unique pattern of hydrogen bonding to the two catalytic aspartate residues. The high resolution permits to assess the donor/acceptor realtions of this hydrogen bonding and to indicate a proton shared by the two catalytic residues. Structural mechanism for the unimpaired ihnibition of the protease Val82Ala mutant is also suggested, based on energy calculations and analyses.
|
|
| |
|
|
Vazba fenylnorstatinového inhibitoru na proteázu HIV-1: geometrie, protonace a interakce kapes podřadných míst analyzované při atomovém rozlišení
Brynda, Jiří ; Řezáčová, Pavlína ; Fábry, Milan ; Hořejší, Magdalena ; Štouračová, Renata ; Sedláček, Juraj ; Souček, Milan ; Hradilek, Martin ; Lepšík, Martin ; Konvalinka, Jan
Byla určena rentgenová struktura komplexu proteázy HIV-1 (PR) s fenylnorstatinovým inhibitorem Z-Pns-Phe-Glu-Glu-NH(2) při rozlišení 1,03 A, nejvyšším rozlišení, které bylo doposud uvedeno pro kterýkoli komplex HIV PR. Tento inhibitor vykazuje subnanomolární hodnoty K(i) jak pro PR divokého typu, tak pro variantu představující jednu z nejběžnějších mutací spojenou s vývojem rezistence. Struktura obsahující fenylnorstatinovou část chirality (2R,3S) vykazuje jedinečný obraz vazby vodíkových můstků na dva katalytické aspartátové zbytky. Toto vysoké rozlišení umožňuje zjistit donorové a akceptorové vztahy těchto vodíkových můstků a určit proton sdílený oběma katalytickými zbytky. Je také navržen strukturální mechanismus nenarušené inhibice mutanty proteázy Val82Ala založený na energetických výpočtech a analýzách
|
host ::
RSS.