Chemische Sonden zur Aufklärung der Chinoxalindion

α-Hämolysin Wechselwirkung und zur Target-Identifizierung von Salinilactonen

verfasst von

Karoline Jerye

betreut von

Mark Brönstrup

Abstract

Die Chemoproteomik hat sich als eine effektive Strategie für die Aufklärung von Wirkmechanismen von Medikamenten erwiesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei chemoproteomische Ansätze für zwei verschiedene Projekte verfolgt. Beim Ersten sollte die Bindestelle von Chinoxalindionen am Targetprotein α-Hämolysin identifiziert werden. Die dafür synthetisierte affinitätsbasierte Sonde 43, mit einer hohen inhibierenden Aktivität auf α-Hämolysin, wurde in Photomarkierungs-Experimenten eingesetzt. MS/MS-Untersuchungen identifizierten die Aminosäuren W286 und Y54 als Bindestellen. Erstere befindet sich in räumlicher Nähe der Region des Proteins, die für die Erkennung der Wirts-Zellmembran verantwortlich ist. Die Bindung von Chinoxalindionen in diesem Bereich könnte zur Inaktivierung von α-Hämolysin führen. Dieses Wirkprinzip ist eine Variante sogenannter Pathoblocker-Ansätze und stellt eine vielversprechende Methode dar, um Antibiotika-resistente Staphylococcus aureus Stämme unschädlich zu machen. Im zweiten Projekt wurde das aktivitätsbasierte Protein Profiling angewandt, um ein humanes Targetprotein für die marinen Naturstoffe Salinilactone zu identifizieren. Mit Hilfe eines synthetisierten Biotin-Salinilacton-Konjugats wurde die Familie der Proteindisulfid-Isomerasen (PDIs) als Target identifiziert. Die Inhibition dieser Enzyme gilt als eine potentielle Behandlungsstrategie von Krebserkrankungen. Durch die Synthese und Trennung von Diastereomeren (de > 99%) wurden beide Salinilacton B Enantiomere zugänglich gemacht. Mit Hilfe eines Insulin-Reduktions-Assays wurde der inhibierende Effekt des Naturstoffs auf die Enzymaktivität von PDIA1 demonstriert. Wider Erwarten wurde ein stärkerer Effekt für das in der Natur weniger häufig auftretende (1S,5R)-Enantiomer 123 nachgewiesen. MS/MS-gestützte Untersuchungen identifizierten die Cysteine C53 und C397 der zwei katalytischen Zentren in PDIA1 als kovalente Bindestellen der Salinilactone. Die Synthese eines BODIPY-Salinilacton-Konjugats ermöglichte danach die Lokalisierung im endoplasmatischen Retikulum in A549-Zellen mittels Fluoreszenzmikroskopie. In dieser Arbeit wurden somit zwei Mechanismen interessanter synthetischer und natürlicher Moleküle erfolgreich aufgeklärt.

Organisationseinheit(en)

Zentrum für Biomolekulare Wirkstoffe (BMWZ)

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

452

Publikationsdatum

26.09.2024

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Ziele für nachhaltige Entwicklung

SDG 3 – Gute Gesundheit und Wohlergehen, SDG 14 – Lebensraum Wasser

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/17988 (Zugang: Offen)