Entwicklung von Substraten und Inhibitoren pharmakologisch relevanter Proteintargets

Riester, Daniel

dc.contributor.advisor	Schwienhorst, Andreas PD Dr.	de
dc.contributor.author	Riester, Daniel	de
dc.date.accessioned	2012-05-16T12:12:34Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:50:34Z	de
dc.date.issued	2005-11-14	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B6D0-D	de
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1405
dc.description.abstract	Thrombin: Eine Reihe von direkten Thrombin-Inhibitoren wurden erzeugt, indem man einen leistungsfähigen computergestützten Multiparameter-Optimierungsprozeß verwendete. Der Prozeß wurde in Designzyklen, beginnend mit einem Satz nach Zufall ausgewählter Moleküle organisiert. Jeder Zyklus bestand aus kombinatorischer Synthese, Charakterisierung der Moleküle in einer Vielzahl von biologischen und physikochemischen Tests und der algorithmischen Verarbeitung der Daten, um einen neuen Satz Moleküle im folgenden Zyklus zu erproben. Die entdeckten Moleküle nach dem achten Zyklus zeigten Hemm-Konstanten des Thrombins im unteren nanomolaren Bereich. Sie sind die bei weitem selektivsten synthetischen Thrombin-Inhibitoren mit einer Selektivität von 100.000 fach gegenüber anderen Proteasen wie Faktor XA, Faktor XIIa, Urokinase, Plasmin und Plasmakallikrein. Ausserdem zeigen diese Wirkstoffkandidaten ein vorteilhaftes Profil: Sie sind nicht toxisch, haben eine hohe metabolische Stabilität, niedrige Serumproteinbindung, gute Löslichkeit, hohe antikoagulatorische Aktivität und eine langsame renale Exkretion im Rattemodell. Schließlich zeigt die röntgenkristallographische Analyse des Thrombin-Inhibitor- Komplexes einen Bindungsmodus mit einer neutralen Funktion in der S1-Tasche des Thrombins.Histondeacetylasen HDAC: Humane HDAC8 konnte als aktives Enzym mit Escherichia coli als effektivem Expressions-System hergestellt und über einen Anionenaustauscher aufgereinigt werden. Ein fluorogenes HDAC-Assay mit einfach herzustellenden Substraten wurde entwickelt. Der Assay ist aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit auch in miniaturisierten Assayformaten (MTP) durchführbar. Dieser Assay konnte durch neue Substratentwicklungen hinsichtlich Umsatz und Menge an benötigtem Substrat optimiert werden, sodaß ein HTS-taugliches Instrument für die Suche nach Inhibitoren zur Verfügung steht. Bei den Synthesen der verschiedenen Substrate galt es auch, die Anforderungen der Proteine in Bezug auf strukturelle und stereochemische Beschaffenheiten des Substrats auszuloten, insbesondere hinsichtlich möglicher struktureller Motive für Inhibitoren und um mehr über die Substratspezifität der HDAC s und die Vorgänge im Aktiven Zentrum zu erfahren. Dabei wurden Hinweise auf einen zweistufigen Reaktionsmechanismus gefunden. Alle vorangegangenen Aufgaben können als Vorarbeiten einer Entwicklung selektiver, spezifischer Inhibitoren gelten. Dieses Vorhaben wurde an wenigen Kleinserien von Molekülen aus der Stoffklasse der Peptide, Phenylendiamin- und Pyranonderivaten begonnen, die als Basis für die weitere Entwicklung von Nicht-Hydroxamat-Inhibitoren gelten sollen.	de
dc.format.mimetype	application/pdf	de
dc.language.iso	ger	de
dc.rights.uri	http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html	de
dc.title	Entwicklung von Substraten und Inhibitoren pharmakologisch relevanter Proteintargets	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Development of substrates and inhibitors of pharmacologically relevant protein targets	de
dc.contributor.referee	Schwienhorst, Andreas PD Dr.	de
dc.date.examination	2005-01-25	de
dc.subject.dnb	500 Naturwissenschaften allgemein	de
dc.description.abstracteng	Thrombin: A series of thrombin inhibitors were generated by using powerful computer-assisted multiparameter optimization process. The process was organized in design cycles, starting with a set of randomly chosen molecules. Each cycle combined combinatorial synthesis, multiparameter characterization of compounds in a variety of bioassays, and algorithmic processing of the data to devise a set of compounds to be synthesized in the next cycle. The identified lead compounds exhibited thrombin inhibitory constants in the lower nanomolar range. They are by far the most selective synthetic thrombin inhibitors, with selectivities of >100,000-fold toward other proteases such as Factor Xa, Factor XIIa, urokinase, plasmin, and Plasma kallikrein. Furthermore, these compounds exhibit a favorable profile, comprising nontoxicity, high metabolic stability, low serum protein binding, good solubility, high anticoagulant activity, and a slow and exclusively renal elimination from the circulation in a rat model. Finally, x-ray crystallographic analysis of a thrombin inhibitor complex revealed a binding mode with a neutral moiety in the S1 pocket of thrombin.Histone-Deacetylases HDAC: Human HDAC8 was manufactured as active enzyme with Escherichia coli as effective expression system and purified over an anion exchanger. A fluorogenic HDAC assay with easy to be synthesized substrates was developed. Due to its high sensitivity the assay is feasible for miniaturized assay-formats (microtiterplate MTP). This Assay was optimized by new substrate developments regarding conversion and quantity of necessary substrate, so that a high throughput screening (HTS) suited instrument is available for the search of inhibitors. Different synthetic substrates served to probe the requirements of the proteins regarding structural and stereochemical demands of the substrate and in particular to experience possible structural motives for inhibitors and to find out more over the substrate specificity of the HDAC`s and the processes in their active center. Idications for a two-stage reaction mechanism were found. All preceding tasks can be considered as pre-working for a development of selective, specific inhibitors. This project was begun with few small series of molecules from the class of the peptides, phenylendiamines and pyranone-derivatives, which are to be considered as basis to the further development of non-hydroxamate-inhibitors.	de
dc.contributor.coReferee	Ficner, Ralf Prof. Dr.	de
dc.subject.topic	Mathematics and Computer Science	de
dc.subject.ger	Thrombin-Inhibitoren	de
dc.subject.ger	Histondeacetylase	de
dc.subject.eng	thrombin inhibitors	de
dc.subject.eng	computer-assisted drug discovery	de
dc.subject.eng	Histone-Deacetylase	de
dc.subject.eng	HDAC	de
dc.subject.bk	35.52	de
dc.subject.bk	35.70	de
dc.subject.bk	44.42	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-591-2	de
dc.identifier.purl	webdoc-591	de
dc.affiliation.institute	Biologische Fakultät inkl. Psychologie	de
dc.subject.gokfull	SU 000: Organische Chemie	de
dc.subject.gokfull	MED 351: Pharmakologie	de
dc.subject.gokfull	WF 000: Molekularbiologie, Gentechnologie	de
dc.identifier.ppn	504198297	de

Dateien

Name:riester.pdf

Größe:1.816Mb

Format:PDF

Beschreibung:Dissertation

Öffnen

Name:: riester.pdf
Größe:: 1.816Mb
Format:: PDF
Beschreibung:: Dissertation

Öffnen

Das Dokument erscheint in:

Fakultät für Biologie und Psychologie (inkl. GAUSS) [1620]

Zur Kurzanzeige