velikost textu

Inhibitors of mouse serine racemase

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Inhibitors of mouse serine racemase
Název v češtině:
Inhibitory myší serinracemasy
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Barbora Vorlová
Id práce:
210474
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (N1406)
Obor studia:
Biochemie (NBIOD)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
7. 1. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
serinracemasa; inhibitor; substrát; pyridoxalfosfát; enzymová kinetika; mechanismus inhibice
Klíčová slova v angličtině:
serine racemase; inhibitor; substrate; pyridoxal phosphate; enzyme kinetics; inhibition mechanism
Abstrakt:
ABSTRAKT Serinracemasa je pyridoxal-5’-fosfát dependentní enzym zodpovědný za biosyntézu D-serinu v centrální nervové soustavě. D-serin je důležitý neurotrasmiter, který se podílí na aktivaci N- methyl-D-aspartátových receptorů pro glutamát. Nadměrná stimulace zmíněných receptorů může vést k různým neuropatologiím, jako je Alzheimerova choroba, amyotropní laterální skleróza, epilepsie a další. Pro zmírnění příznaků těchto onemocnění se v klinické praxi využívají přímé blokátory NMDA receptorů. Řada těchto látek ale způsobuje nežádoucí účinky a je tedy zapotřebí hledat méně škodlivé blokátory či regulátory působící na jiné cíle terapeutického zásahu, které přímo ovlivňují aktivaci NMDA receptorů. V této souvislosti se právě specifická inhibice serinracemasy zdá být slibnou strategií pro snížení nadměrné stimulace dotyčných receptorů. Myší serinracemasa sdílí 89% identitu se svým lidským ortologem, přičemž bylo prokázáno, že oba zmíněné enzymy vykazují podobné kinetické parametry a jsou inhibovány stejnými látkami s podobnou efektivitou. Pro hledání potentních inhibitorů lidské serinracemasy tedy mohou být využity myší modely. Nicméně, i přesto, že byla testována celá řada nejrůznějších látek, vysoce efektivní inhibitory serinracemasy ještě nebyly identifikovány. Tato studie měla za cíl navázat na výzkum provedený doposud a prozkoumat, zda modifikace zatím nejúčinnějších publikovaných inhibitorů serinracemasy – L-erythro-3-hydroxyaspartátu a malonátu – může vést k zisku více potentních regulátorů dotyčného enzymu. Za tímto účelem byla exprimována, purifikována a charakterizována myší serinracemasa. 50 různých sloučenin bylo následně testováno pro jejich potenciální inhibiční aktivitu vůči připravenému rekombinantnímu enzymu. U nejúčinnějších látek byla poté prozkoumávána vazebná afinita a mechanismus inhibice, přičemž byl nalezen doposud nejefektivnější kompetitivní inhibitor serinracemasy – dichloromalonát. Zároveň byly identifikovány nové substráty vedlejší reakční aktivity serinracemasy, které vykazují jedny z nejlepších dosud publikovaných kinetických konstant.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Serine racemase (SR) is a pyridoxal-5’-phosphate-dependent enzyme responsible for biosynthesis of D-serine, a recognized neurotransmitter acting as a co-activator of N-methyl- D-aspartate (NMDA) type of glutamate receptors in the mammalian central nervous system. The hyperfunction of the mentioned receptors have been shown to be implicated in many neuropathological conditions including Alzheimer’s disease, amyotrophic lateral sclerosis and epilepsy. To alleviate the symptoms of these diseases, several artificial blockers of NMDA receptors have been introduced into the clinical practice. However, many of these compounds cause undesirable side effects and it is thus necessary to search for either less harmful blockers or regulators of other targets of pharmaceutical intervention that are involved in NMDA receptor activation. In this context, specific inhibition of serine racemase seems to be a promising strategy for regulation of NMDA receptor overstimulation. Mouse serine racemase shares 89% identity with its human ortholog and it was also shown that both enzymes possess similar kinetic parameters and inhibitor specificity. Therefore, the mouse models can be used to search for a potent human serine racemase inhibitor. Although many different compounds for their inhibitory potency towards serine racemase have been tested, no inhibitor with high binding affinity has been identified. This study aimed to build on the research performed so far and investigate whether the modifications of the most potent inhibitors of serine racemase published to date – L-erythro-3-hydroxyaspartate and malonate – could lead to increase of inhibitory efficiency towards the enzyme. For this purpose, mouse serine racemase was expressed, purified and characterized. Subsequently, 50 compounds were tested for their inhibitory potency towards prepared enzyme and binding affinity and mechanism of action of the most efficient inhibitors was explored. This led to discovery of dichloromalonate as the compound with the highest binding affinity towards mouse serine racemase observed to date. Additionally, 3-hydroxyglutamates were identified as novel substrates of serine racemase side reaction activity possessing one of the best kinetic constants published to date.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Barbora Vorlová 26.85 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Barbora Vorlová 41 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Barbora Vorlová 28 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Gustav Entlicher, CSc. 152 kB