velikost textu

Analogues of IGF-1 for the study of interactions of the hormone with the receptors for IGF-1 and insulin

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:
Analogues of IGF-1 for the study of interactions of the hormone with the receptors for IGF-1 and insulin
Název v češtině:
Analogy IGF-1 pro studium interakce tohoto hormonu s receptory pro IGF-1 a insulin
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Bc. Kateřina Kedrová
Id práce:
213094
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (N1406)
Obor studia:
Biochemie (NBIOD)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
24. 4. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
IGF-1, insulin, IGF-2, receptor, IGF-1R, IR-A, IR-B, syntéza, vazba
Klíčová slova v angličtině:
IGF-1, insulin, IGF-2, receptor, IGF-1R, IR-A, IR-B, synthesis, binding
Abstrakt:
Abstrakt Insulin a hormony IGF jsou součástí komplexního systému tří navzájem si podobných hormonů (insulinu, IGF-1 a IGF-2) a jejich tří příbuzných receptorů (IR-A, IR-B a IGF-1R). Tento systém hraje důležitou roli v regulaci basální energetické rovnováhy organismu, v jeho růstu, vývoji, délce života, ale i ve vývoji onemocnění jako je diabetes mellitus, rakovina, akromegalie nebo Laronův nanismus. Navzdory strukturním podobnostem má každý hormon svou jedinečnou roli v organismu. Identifikace specifických strukturních motivů v insulinu, IGF-1 a IGF-2, které spouštějí specifické signalizační dráhy, by byla přínosem pro racionální návrh léčiv, pro bezpečnější léčbu diabetu, či účinnější léčbu rakoviny nebo růstových onemocnění. V této práci jsme se zaměřili na identifikaci takových strukturních motivů u hormonu IGF-1. Srovnání dat se studiemi prováděných paralelně s IGF-2 a insulinem by mohlo poskytnout komplexnější pohled na danou problematiku. Nejdříve jsme vyvinuli nezbytné metodologie pro přípravu analogů IGF-1. Vyvinuli jsme nový postup pro celkovou chemickou syntézu analogů IGF-1 založený na syntéze fragmentů IGF-1 na pevné fázi a jejich spojování pomocí cykloadice azidů a alkynů katalyzované ionty CuI. Paralelně jsme vyvinuli postup pro rekombinantní produkci IGF-1 a jeho analogů v E. coli. Abychom získali informace o důležitosti specifických strukturních motivů IGF-1 pro vazbu na IGF-1R, IR-A a IR-B, zvláště ve srovnání s insulinem a IGF-2, připravili jsme série mutantů se substitucemi ve vybraných pozicích 49, 45 a 46 v doméně B a v pozicích 36 a 37 v doméně C IGF-1. U všech analogů jsme testovali jejich vazebné afinity vůči receptorů a rovněž jejich schopnosti tyto receptory aktivovat. Naše data poskytla nové informace o důležitosti studovaných pozic v IGF-1 pro interakci s receptory IGF-1 a insulinu. Tyto nové poznatky mohou být užitečné pro další racionální modifikace těchto hormonů pro potenciální lékařské aplikace.
Abstract v angličtině:
Abstract Insulin/IGF system is a complex network of three similar hormones (insulin, IGF-1 and IGF-2) and their three similar receptors (IR-A, IR-B and IGF-1R,), which play important roles in maintaining basal energy homeostasis of the organism, in growth, development, life-span but also in development of diseases such as diabetes mellitus, cancer, acromegaly or Laron dwarfism. Despite structural similarities between family members, each member have its unique role in the system. Identification of structural determinants in insulin and IGFs that trigger their specific signalling pathways is important for rational drug design for safer treatment of diabetes or for more efficient combating of cancer or growth-related disorders. In this thesis, we focused on identification of such structural determinants in IGF-1. Comparison of our data with parallel studies with IGF-2 and insulin could give a more complex picture of the problem. First of all, we developed necessary methodologies for the preparation of IGF-1 analogues. We developed a new methodology for the total chemical synthesis of IGF-1 analogues based on the solid-phase synthesis of fragments and their ligation by a CuI-catalyzed cycloaddition of azides and alkynes. In parallel, we developed a procedure for a recombinant production of IGF- 1 and its analogues in E. coli. Next, to gain an insight into the structural basis of IGF-1 binding specificity for IGF-1R, IR-A and IR-B, especially in comparison with insulin and IGF-2, we generated a series of mutants with specific amino acid substitutions at the positions 49, 45 and 46 of the B domain of IGF-1. In another study, we modified a pair of arginine residues at the positions 36 and 37 of the C domain of IGF-1. For all analogues we tested binding affinities of analogues for the selected receptors and abilities of analogues to activate these receptors. Our data provided new insights into importance of the studied amino acids in IGF-1 for interaction with receptors for IGF-1 and insulin and may be useful for further rational engineering of new hormone analogues for potential medical applications.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Kateřina Kedrová 40.29 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Kateřina Kedrová 113 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Kateřina Kedrová 9 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Gustav Entlicher, CSc. 152 kB