Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Интерфейс белок-белкового взаимодействия в комплексах молекулярных клеев

Работа №140617

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

фармацевтика

Объем работы170
Год сдачи2023
Стоимость4750 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
42
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация 2
Введение 7
1 Литературный обзор 9
1.1 Молекулярные клеи 9
1.2 Молекулярный докинг 24
1.3 Лиганды цереблона 37
2 Результаты и их обсуждение 47
2.1 Выбор и подготовка белковых комплексов CRBN-POI 47
2.2 Подготовка и аннотирование коллекции лигандов 58
2.3 Индуцированная стыковка и анализ ее результатов 59
3 Экспериментальная часть 91
3.1 Компьютерное моделирование 91
3.2 Биологические испытания 92
Заключение 92
Список используемых источников 95
Приложение А Результаты экспериментальных исследований 106

Физическая близость двух и более белков, необходимая и достаточная для возникновения белок-белковых взаимодействий (PPIs), имеет важную роль в точном временном контроле транскрипции, различных сигнальных каскадах, локализации и деградации белков, а также во многих других биохимических процессах. Малые молекулы, способные индуцировать такое сближение макромолекул получили название молекулярные клеи (MG).
Основная концепция MGs заключается в облегчении белок-белковых взаимодействий между двумя и более белками за счет образования комплекса между белком интереса (POI) и интерфейсом другого белка. В настоящее время молекулярные клеи активно используются в качестве инструмента для направленной деградации белков. Некоторые из них уже вступили в фазу клинических испытаний как противораковые агенты.
Убиквитин протеасомная система UPS используется для направленной деградации белков. Её суть состоит в том, что целевой субстрат подвергается процессу полиубиквитирирования, который катализирует Е3 лигаза, после чего меченый белок перемещается в протеасому для деградации. В данном контексте преимущество MG заключается в том, что они позволяют стимулировать взаимодействия лигаза-субстрат, тем самым расширяют область деградации, действия новых мишеней.
Стоит подчеркнуть, что параллельно концепции MG для направленной деградации белков так же используются PROTAC - гетеробифункциональные молекулы, которые способствуют возникновению близости между лигазным комплексом и белком интереса за счет наличия двух аффинных лигандов.
Актуальность темы исследования связана с существенным прогрессом в области рационального открытия молекулярных клеев и идентификации мишеней их воздействия. Тем не менее, существующие исследования уже показали потенциальную ценность данной стратегии в лечении ряда заболеваний. Они подчеркивают необходимость дальнейшего исследования и развития данного подхода.
Цель работы: осуществление in silicoоценку коллекции соединений Центра медицинской химии с точки зрения возможности проявления активности молекулярного клея IKZF1-CRBN.
Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:
1. Отбор, подготовка тройных комплексов POI-MG-CRBN, анализ режимов связывания и белок-белковых взаимодействий;
2. Подготовка и аннотирование различных виртуальных библиотек лигандов CRBN из коллекции Центра медицинской химии;
3. Проведение индуцированного докинга подготовленных наборов в отобранные структуры; анализ его результатов;
4. Проведение оценки влияния отобранных соединений на жизнеспособность клеток ММ и аффинности по отношению к Е3-лигазе CRBN.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
- проведен отбор и подготовка белок-белковых комплексов Е3-лигазы CRBN с фактором транскрипции IKZF1, содержащих различные молекулярные клеи, а также анализ режимов связывания кристаллических лигандов;
- несколько библиотек лигандов CRBN были подвергнуты процедуре индуцированной стыковки в отобранные комплексы 6Н0F(помалидомида) и 8D80 (ибердомид). анализ результатов докинга позволил идентифицировать ряд из 32 структур, предположительно обладающих активностью молекулярного клея: в основном различные сульфоны и сульфиды из библиотеки L1. Все они по сравнению с нативным лигандом (61I0F; помалидомид) продемонстрировали более низкие или сопоставимые значения скоринговой функции XP GScore 9.1¬10.6 и комбинированной оценки энергетики комплекса IFD Score 847.0-852.5. Более того, анализ белок-белковых взаимодействий в полученных позах показал увеличение взаимной комплементарности поверхностей интерфейса IKZF1- CRBN, а также образование новой межбелковой водородной связи Asn351;
- особое предпочтение было отдано соединениям, содержащим сульфо-группу, так как они практически полностью воспроизводят режим связывания нативных лигандов, а именно, в отличие от сульфидных аналогов, могут образовывать водородную связь с остатком Asn351;
- в рамках текущего проекта Центра медицинской химии некоторые из исследуемых соединений были синтезированы и проведена оценка их влияния на жизнеспособность клеток множественной миеломы человека, а также определена аффинность к Е3-лигазе CRBN. Сульфон-содержащие аналоги талидомида демонстрируют цитотоксический эффект в диапозоне 5.2-6.8 мкмоль и 5-6.5 мкмоль на линиях MOLP-8 и KMS-12 PE, соответственно; сульфиды же не обладают подобной активностью. Выявленные соединения могут быть использованы в ходе будущих проектов Центра медицинской химии в области направленного протеолиза.


I. Stanton B. Z., Chory E. J., Crabtree G. R. Chemically induced proximity in biology and medicine // Science. - 2018. - Vol. 359. - №. 6380. - P. 5902.
4. Schreiber S. L. The rise of molecular glues // Cell. - 2021. - Vol. 184. - №. 1. - P. 3-9.
5. Dimopoulos M. A., Terpos E. Lenalidomide: an update on evidence from clinical trials // Blood Rev. - 2010. - Vol. 24. - P. S21-S26.
6. Lata S., Mishra R., Banerjea A. C. Proteasomal degradation machinery: favorite target of HIV-1 proteins // Frontiers in Microbiology. - 2018. - Vol. 9. - P. 2738.
7. Schapira M. et al. Targeted protein degradation: expanding the toolbox // Nature Rev Drug discovery. - 2019. - Vol. 18. - №. 12. - P. 949-963.
8. Dong G. et al. Molecular glues for targeted protein degradation: from serendipity to rational discovery // Journal of Medicinal Chemistry - 2021. - Vol. 64. - №. 15. - P. 10606-10620
9. Komander D., Rape M. The ubiquitin code //Annual review of Biochemistry - 2012. - Vol. 81. - P. 203-229.
10. An unstructured initiation site is required for efficient proteasome-mediated degradation / S. Prakash, L. Tian, K. S. Ratliff, et al. // Nat Struct Mol Biol. - 2004. - Vol. 11, no. 9. - P. 830- 837.
II. Geiger T. M. et al. Clues to molecular glues // Current Research in Chemical Biology - 2022. - Vol. 2. - P. 100018.
12. Schreiber S. L. Chemistry and biology of the immunophilins and their immunosuppressive ligands // Science - 1991. - Vol. 251. - №. 4991. - P. 283-287.
13. Liu J. et al. Calcineurin is a common target of cyclophilin-cyclosporin A and FKBP-FK506 complexes // Cell - 1991. - Vol. 66. - №. 4. - P. 807-815.
14. Huai Q. et al. Crystal structure of calcineurin-cyclophilin-cyclosporin shows common but distinct recognition of immunophilin-drug complexes // Proceedings of the National Academy of Sciences - 2002. - Vol. 99. - №. 19. - P. 12037-12042.
15. Sanglier J. et al. Sanglifehrins isolated A, B, C and D, novel cyclophilin- binding compounds I. Taxonomy, fermentation, isolation and biological activity // J. Antibiot. - 1999. - Vol. 52. - P. 466-473....(114)

Работу высылаем на протяжении 24 часов после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ