Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Մտոգենով ակտիվացվող р38 պրոտեին կինազի և պրոտեինազների նոր ցածրամոլեկուլային արգելակիչների ընտրություն և հետազոտություն

Սարգսյան, Արմեն Սևակի (2014) Մտոգենով ակտիվացվող р38 պրոտեին կինազի և պրոտեինազների նոր ցածրամոլեկուլային արգելակիչների ընտրություն և հետազոտություն. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ «Հայկենսատեխնոլոգիա» ԳԱԿ ՊՈԱԿ.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (563Kb)

    Abstract

    Նոր ֆիզիոլոգիական ակտիվ միացությունների որոնումը և ստեղծումը հիմնված է ցածրամոլեկուլային միացությունների սինթեզի և բջջային մակրոմոլեկուլների հետ դրանց փոխազդեցության ուսումնասիրության վրա [Hubbard et al., 2000]։ Ցածրամոլեկուլային պատրաստուկների օգտագործման նպատակահարմարությունը կախված է դրանց կողմնակի երևույթներ (իմունային պատասխան, ալերգիկ ռեակցիաներ և այլն) առաջացնելու քիչ հավանականությամբ։ Ոչ սպիտակուցային ամինաթթուները և դրանցից կազմված պեպտիդները հանդիսանում են ցածրամոլեկուլային միացություններ, որոնք ի շնորհիվ կառուցվածքային առանձնահատկությունների, օժտված են սպիտակուցների և բջջային այլ մակրոմոլեկուլների հետ փոխազդելու պոտենցիալ ունակությամբ։ Ֆիզիոլոգիապես ակտիվ ոչ սպիտակուցային ամինաթթուները և պեպտիդները հաջողությամբ կիրառվում են դեղագործության մեջ նոր դեղապատրաստուկների ստեղծման գործընթացներում [Takita et al., 1972], [Lombardini et al., 1970]; α-տեղակալված α–ամինաթթուներն օժտված են հզոր հակահիպերթենզիվ և հակասեպտիկ ակտիվությամբ, հակաուռուցքային և ռադիոպրոտեկտորային ազդեցությամբ [Tutwiller & Fawthrop, 1983]։ Այս տեսակետից ոչ սպիտակուցային բնույթի նոր ամինաթթուների և դրանց ներառմամբ սինթեզված պեպտիդների սինթեզն ու հետազոտումն այսօր համարվում է հրատապ խնդիր։ Կարևոր խնդիր է նաև այն օբյեկտների ընտրությունը, որոնց միջոցով իրականացվում է ոչ սպիտակուցային ամինաթթուների և դրանցից կազմված պեպտիդների կենսաբանական հատկությունների ուսումնասիրությունը։ Հայտնի է, որ շատ պաթոլոգիական խախտումներ հանդիսանում են ֆերմենտների կարգավորման մեխանիզմների խանգարումների հետևանք, որոնք տվյալ դեպքում կարող են դիտարկվել որպես դեղապատրաստուկների թիրախներ [Barret, 1985]։ Աշխատանքում հետազոտված է ոչ սպիտակուցային նոր ամինաթթուների և դրանցից կազմված պեպտիդների ազդեցությունը բջջում կարևոր ֆունկցիաներ կատարող ֆերմենտների՝ պիրուվատ կինազի, պրոտեին կինազի, կոլագենազի և սերինային պրոտեազների ակտիվության վրա։ Նշված ֆերմենտների ակտիվության փոփոխությունը հաճախ բերում է տարբեր հիվանդությունների առաջացման, որի պատճառով նրանք հանդիսանում են թիրախներ դեղապատրաստուկների ստեղծման գործում։ Ներկա ատենախոսական աշխատանքի արդիականությունը և հրատապությունը պայմանավորված է հակաբորբոքային և հակաուռուցքային դեղապատրաստուկների հավանական բաղադրամասեր հանդիսացող ոչ սպիտակուցային նորաստեղծ ամինաթթուների և պեպտիդների հետազոտությամբ, ինչը առայժմ մանրամասնորեն իրականացված չէ: Վերոհիշյալ ուղղության առաջընթացը առավելապես կախված է նոր դեղապատրաստուկների նպատակաուղղված ստեղծման հիմունքների մշակումից: Диссертационная работа посвящена исследованию действия небелковых аминокислот и содержащих таковые пептидов на активность ферментов коллагеназы, трипсина, протеиназы К, пируват киназы и МАРК р38 протеин киназы. Выбранные для исследования ферменты известны как мишени для создания лекарственных препаратов. С целью выявления соединений, потенциально взаимодействующих с ферментами мишенями, на первом этапе работы с помощью программ AutoDock4 и AutoDock Vina было проведен докинг анализ. Затем проведены эксперименты по определению активности ферментов в присутствии небелковых аминокислот и пептидов. Согласно полученным результатам, ни одно из исследуемых соединенией ни взаимодействовало с протеиназой К, а в случае трипсина у некоторых соединенией определилось довольно низкая константа ингибирования: (S)-β-[4-аллил-3-пропил-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин KI=0,09 мM, (S)-β-[4-фенил-3-пропил-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин KI=0,02 мM, N-формил-метионил-(S)-β-[4-(фуран-2-ил=метил)-3-бутил-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин KI=0,80 мM. Экспериментальным путем было показано, что 13 из исследуемых соединенией имели способность влиять на активность протеиназы К а 8 на активность трипсина. N-формил-метионил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-4’-ил)-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин и аланил-глицил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-4’-ил)-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин оказывают наибольшее влияние на активность протеиназы К. Для них были определены значения IC50 которые составили 0,29 мM и 0,21 мM соответственно. В результате моделирования все соединения проявили сродство по отношению к коллагеназе. Наисильнейшее взаимодействие показали аланил-глицил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-4’-ил)-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин, аланил-глицил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-3’-ил)- 5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин и N-формил-метионил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-3’-ил)-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин. Константы ингибирования для всех вышеупомянутых соединений имело значение 0,00192 мM. Исследован механизм ингибирования лучшего ингибитора коллагеназы аланил-глицил-(S)-β-[4-аллил-3-(пиридин-3’-ил)-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланина, выявленного экспериментальным путем. Показано, что ингибирование данным веществом имеет бесконкурентный характер. В результате моделирования все соединения проявили сродство как к PKM1, так и к PKM2 изоформам пируваткиназы. Как правило, одно и то же вещество имело более низкую константу ингибирования при взаимодействии с PKM2, чем с PKM1. Согласно результатам докинг анализа из исследованных соединений наиболее низкой константой ингибирования обладает (S)-β-[4-аллил-3-бензил-5-тиоксо-1,2,4-триазол-1-ил]-α-аланин KI=0,00116 мM. The investigation of the influence of non-protein amino acids and peptides based thereon on the activity of collagenase, trypsin, proteinase K, pyruvate kinase and protein kinase MAPK p38 has been carried out in the present work. The enzymes selected for this study are well known targets for drug design. At the first step of the work the docking analysis (AutoDock4 and VINA programs) has been performed aimed to reveal compounds which are able to interact with the target enzymes. The experiments on the determination of enzyme activity in the presence of investigated compounds have been carried out then. According to results obtained non of the studied compounds were able to interact with the proteinase K. But several compounds have demonstrated strong interaction with trypsin: (S)-β-[4-allyl-3-propyl-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine KI=0,09 mM, (S)-β-[4-phenyl-3-propyl-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine KI=0,02 mM, N-formyl-methionyl-(S)-β-[4-(furan-2-yl-methyl)-3-butyl-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine KI=0,80 mM. It has been shown in experiments that 13 of the compounds in question were able to influence the proteinase K activity and 8 compound were able to influence the trypsin activity. N-formyl-methionyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-4’-yl)-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine and alanyl-glycyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-4’-yl)-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine have demonstrated the strongest inhibition of proteinase K with the IC50= 0,29 mM and IC50= 0,21 mM respectively. According to the docking analysis all compounds in question were able to interact with the collagenase. Alanyl-glycyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-4’-yl)-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine, alanyl-glycyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-3’-yl)- 5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine and N-formyl-methionyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-3’-yl)-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine have demonstrated the most strong interaction with the collagenase with the same inhibition constant 0,00192 mM. According to the results of collagenase activity measurement, the best inhibitor of collagenase is tripeptide alanyl-glycyl-(S)-β-[4-allyl-3-(pyridin-3’-yl)- 5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine. The study of mechanism of inhibition of this tripeptide on collagenase has shown that this its action proceeds in noncompetitive mode. According to the docking analysis all compounds in question were able to interact with the both isoforms of pyruvate kinase PKM1 and PKM2. Evidently the interaction with PKM2 was stronger in compare with PKM1. And the strongest interaction has demonstrated (S)-β-[4-allyl-3-benzyl-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine with KI=0,00116 mM. It has been shown that some compounds actually activate pyruvate kinase. The most activity has N-formyl-methionyl-glycyl-(S)-β-[4-propyl-3-butyl-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine, 0,625 mM of which has increased enzyme activity twice. According to the docking analysis all compounds in question were able to interact with the protein kinase p38. The strongest interaction has demonstrated tripetide alanyl-glycyl-(S)-β-[4-allyl-3-(2'-chlorphenyl)-5-thioxo-1,2,4-triazol-1-yl]-α-alanine with KI=0,00318 mM.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Выбор и исследование новых низкомолекулярных ингибиторов активированной митогеном протеин киназы p38 и протеиназ. Selection and study of novel low molecular inhibitors of mitogen activated protein kinase p38 and proteases.
    Uncontrolled Keywords: Саргсян Армен Севакович, Sargsyan Armen S.
    Subjects: Biology
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 26 Sep 2016 10:41
    Last Modified: 26 Sep 2016 10:41
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3483

    Actions (login required)

    View Item