Macnar Joanna

Zakład Chemii Teoretycznej i Strukturalnej
Pracownia Teorii Biopolimerów

Analiza oddziaływania inhibitorów metylotransferazy tRNA

Joanna Magdalena Macnar

Promotor: dr hab. Dominik Gront
Opiekun: dr hab. Joanna I. Sułkowska

Metylacja guaniny 37. w tRNA jest modyfikacją o dużym znaczeniu biologicznym [1]. Zapewnia ona właściwą ramkę odczytu oraz zapobiega zablokowaniu translacji [2]. Zarówno zawęźlona, jak i trywialna topologia białka zostały zdefiniowane w strukturach tych enzymów. Obecność węzła w miejscu aktywnym białek bakteryjnych (TrmD) wymusza wiązanie kofaktora w zgiętej konformacji, podczas gdy enzymy o trywialnej topologii występują u Eukaryota i Archaea (Trm5) i wiążą ten sam substrat w otwartej konformacji [3]. Różnica ta została wykorzystana do zaprojektowania inhibitorów zawęźlonej metylotransferazy [4, 5]. Tak zaprojektowany związek chemiczny mógłby zostać użyty jako nowy lek przeciwbakteryjny, selektywny względem topologii enzymu [4]. Przeprowadzono dokowanie naturalnych substratów oraz inhibitorów do struktur białek zdeponowanych w Bazie Danych Białkowych [6] jako kokryształy. Zastosowano różne typy ładunków cząstkowych na ligandach obliczonych z użyciem metod kwantowych stosując trzy typy funkcjonałów oraz trzy rodzaje baz funkcyjnych. Porównując wartości średniego odchylenia standardowego zadokowanych póz ze strukturami krystalicznymi, wybrano najlepsze pary funkcjonałów i baz dla ładunków cząstkowych Mullikena i ESP. Następnie przeprowadzono dokowanie inhibitorów TrmD do struktury Trm5 w celu przewidzenia selektywności tych związków chemicznych. Zsyntetyzowano również pięć inhibitorów i rozpoczęto pomiary za pomocą izotermicznego miareczkowania kalorymetrycznego w celu wyznaczenia stałej wiązania i potwierdzenia wyników symulacji metodami in vitro.

Literatura:
[1] Christian, T., & Hou, Y. M., J. Mol. Biol., 2007, 373(3), 623-632.
[2] Bjork, G. R., Wikstrom, P. M., & Bystrom, A. S., Science, 1989, 244(4907), 986-990.
[3] Kurowski, M. A., Sasin, J. M., Feder, M., Debski, J., & Bujnicki, J. M., BMC Bioinform., 2003, 4(1), 9.
[4] Hill, P. J., Abibi, A., Albert, R., Andrews, B., Gagnon, M. M., Gao, N., … & Lahiri, S. D. J. Med. Chem. 2013, 56(18), 7278-7288.
[5] Elkins, P.A., Bonnette, W.G., Stuckey, J.A. (to be published)
[6] Berman, H. M., Westbrook, J., Feng, Z., Gilliland, G., Bhat, T. N., Weissig, H., … & Bourne,P. E., Nucleic Acids Res. 2000, 28(1), 235-242.