Поиск ингибиторов поли(ADP-рибозо)полимеразы-I. Миметики поли(ADP-рибозы)

• Автор: Дреничев, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список использованных сокращений Введение

Глава 1. Полн(АОР-рибоза) - важный биополимер. Особенности строения и биологическая роль. Биосинтез и ферментативное расщепление
Дисахаридныс нуклеозиды и перспективы химического синтеза. Ингибирование поли(АВР-рибозо)полимераз. (Обзор литературы)
1.1. Ноли(АОР-рибоза)
1.1.1. Структура, биосинтез и функции в клетке
1.1.2. Подходы к искусственному получению 10 Дисахаридные нуклеозиды и синтез фрагментов ПАР
Методы создания пирофосфатных связей и автоматизированный синтез
олигонуклеотидов
(АВР-рибозил)ирование белков
1.2. Ферменты биосинтеза и деградации ПАР
1.2.1. Семейство поли(АОР-рибозо)полимераз (ПАРП). Структура и биологические функции основных представителей
1.2.2. Поли(АОР-рибозо)гликогидролаза (ПАРГ)
1.3. ПАРП как фермент-мишень для создания новых лекарственных
препаратов
1.3.1. Основные классы известных ингибиторов ПАРП и их биологическая активность
1.3.2. Ингибиторы ПАРП с улучшенными свойствами: оптимизация структуры и
химический синтез
Глава 2. Попек новых ингибиторов полн(АОР-рибозо)полимсразы-1. 51 Миметики поли(АОР-рибозы). (Обсуждение результатов)
2.1. Синтез дисахаридных нуклеозидов
2.3. Использование «сІіск»-реакции для функционализацич олигонуклеотидов и 61 создания разветвленных миметиков ПАР
2.4. Ингибирование ПАРП-І человека дисахаридньши нуклеозидами - 70 производными структурного элемента поли(АОР-рибозы)

2.2. Получение миметиков пол и (А Т)Р-р и базы)

Глава 3. Экспериментальная часть Выводы
Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ:
В работе использованы символы и сокращения структурных компонентов нуклеиновых кислот и их производных в соответствии с рекомендациями Комиссии по номенклатуре Международного Союза чистой и прикладной химии (IUPAC) и Международного Союза биохимиков (IUB), а также следующие обозначения:
Ado - аденозин СЕ t- (З-цианоэтил
DBU - 1,8-диазабицикло[5,4,0]ундец-7-ен
DMSO - диметилсульфоксид DMTr - диметокситритил
ESI-MS - electron-spray ionization spectroscopy, методика проведения съемки масс-спектра, основанная на ионизации направленйым пучком электронов
НМВС - heteronuciear multibond correlation, методика гетероядерной корреляции дальних взаимодействий
HSQC - heteronuciear single quantum coherence, методика гетероядерной {'Н,13С}-одноквантовой корреляции
IC5o - half maximal inhibitory concentration, концентрация ингибитора, при которой активность фермента составляет 50% от исходной
MALDI - matrix-assisted liser desorbtion ionization, методика проведения съемки масс-
спектра, основанная на ионизации лазером
ММТг - монометокситритил
Rib - остаток рибозы
TBAF - тетрабутиламмоний фторид
TIPDS - тетраизопропилдисилоксан-1,3-диил
TMGA - тетраметилгуанидиний азид
дхм - дихлорметан
ДХЭ - 1,2-дихлорэтан
кссв — константа спин-спинового взаимодействия ПАРП - поли(АВР-рибозо)полимераза ТГФ - тетрагидрофуран
Нумерация схем, таблиц и рисунков в экспериментальной части соответствует нумерации в обсуждении результатов. В обзоре литературы отдельная нумерация.

ВВЕДЕНИЕ.
Поли-АЕ)Р-рибозилирование - посттрансляционная модификация белков в эукариотических клетках, катализируемая поли(АОР-рибозо)полимеразами (ПАРП). Эти ферменты осуществляют превращение никотинамидадениндинуклеотида (NAD+) в полн(АВР-рибозу) (ПАР) с высвобождением никотинамида [1]. ПАР вовлечена в процессы модуляции структуры хроматина, репликации, транскрипции, репарации ДНК и дифференцировки клеток и представляет собой разветвленный биополимер, в котором остатки 2'-0-а-0-рибофуранозиладенозина соединены между собой пирофосфатными связями [2,3]. Поли(АОР-рибозо)полимераза-1 (ПАРП) относится к числу ключевых белков, осуществляющих регуляцию процесса репарации оснований и одноцепочечных разрывов ДНК, и отвечает за синтез 90% поли(АОР-рибозы) в клетке [3].
До настоящего времени ПАР не синтезирован, что связано как со сложностями синтеза дисахаридных нуклеозидов, так и с образованием пирофосфатной связи. Лишь недавно в нашей лаборатории был впервые получен 2'-0-а-В-рибофуранозиладенозин - мономерное звено ПАР [4]. Детальное изучение внутриклеточных функций поли(АОР-рибозы) продолжается и в настоящее время. Молекулы полимера, как выделенные из природных источников, так и синтезированные in vitro с использованием поли(АВР-рибозо)полимеразы, могут содержать более 200-300 мономерных звеньев. Линейные участки длиной 20-50 звеньев чередуются с разветвленными фрагментами, которые, по-видимому, стабилизируют конформацию поли(АОР-рибозы) [1, 2, 5]. Важную роль в комплексообразовании с белками играют ионные взаимодействия между фосфатными группами ПАР и положительно заряженными остатками аминокислот в белках.
В настоящей работе впервые предложены миметики ПАР на основе дисахаридных нуклеозидов и их ациклических аналогов, в которых пирофосфатный остаток в природном полимере заменен на фосфатный при сохранении основных важнейшие функциональные группы и расстояния между ними. Такая замена позволяет использовать автоматический

них являются белки, содержащие короткие фрагменты ПАР и одиночные остатки ЛПР-рибозы [57]. Структура АКН отличается от ПАРГ, минимальное структурное сходство наблюдается у фермента АПН-З [57].
1.3. ПАРП как фермент-мишень для создания новых лекарственных препаратов.
1.3.1. Основные классы известных ингибиторов ПАРП и их биологическая активность.
В последние годы ведутся активные поиски ингибиторов поли(АОР-рибозо)полимераз (ПАРП), которые рассматриваются как перспективные ферменты-мишени для создания лекарственных препаратов при лечении инсульта, ишемии, диабета, артритов, колитов и других воспалительных заболеваний. Ингибиторы ПАРП представляют интерес как потенциальные противораковые агенты [3, 11]. Применение алкилирующих агентов в химиотерапии онкологических заболеваний приводит к повреждению ДНК как в опухолевых, так и в нормальных клетках, при этом активируется система репарации ДНК. Ожидается, что использование ингибиторов ПАРП в комплексной химиотерапии позволит снизить концентрацию таких агентов и, следовательно, понизить общую токсичность лечения. Недавно было показано, что некоторые опухолевые клетки чувствительны к действию ингибиторов ПАРП и в отсутствии алкилирующих агентов [59], что открывает новые перспективы их использования. Следует отметить, что клеточная система репарации ДНК включает и другие ферменты, рассматриваемые в качестве перспективных мишеней [60-61].
Основное внимание исследователей сосредоточено на аналогах никотинамида (таблица 2). Было показано, что 3-аминобензамид (3-АВ) ингибирует ПАРП в концентрациях 33 мкМ [62].