doc.dr. marko anderluh · tar če v sinapsi m ija 3 nukleinske kisline in membrane kot ska ke...

Tarče v sinapsiTarče v sinapsimija

3

nukleinske kisline in membrane kot nukleinske kisline in membrane kot tarče učinkovintarče učinkovinska

kem

tarče učinkovintarče učinkovin

acev

ts

doc.dr. Marko Anderluhdoc.dr. Marko AnderluhFarm

15 december 201115 december 201115. december 201115. december 2011

Sinaptični prenosSinaptični prenos

Nukleinske kisline kot tarčaNukleinske kisline kot tarča

Nukleinske kisline –DNA

• Mali jarekV liki j k• Veliki jarek

• Planarno področjep j• Površina nabita: f f t k ifosfatne skupine


• Interkalatorji• “chain cutters”chain cutters• Zaviralci DNA polimeraze – “chain

i ”terminators”• Zaviralci topoizomerazep• Alkilanti• Kontrola genske transkripcije


InterkalatorjiPrimer – proflavinPrimer proflavin• Splošne lastnosti:• Protondonorske/akceptorske skupine• Protondonorske/akceptorske skupine• Planarni del• Razvejana struktura s pozitivnimi naboji• Razvejana struktura s pozitivnimi naboji


InterkalatorjiPrimer – doksorubicinPrimer doksorubicinhttp://www.youtube.com/watch?v=pCVsJ‐

S 8maSa8


InterkalatorjiPosledice interkalacije:Posledice interkalacije:• Vezava v mali (proflavin) ali veliki jarek (doksorubicin)• Preprečevanje odvijanja• Preprečevanje odvijanja• Preprečevanje transkripcije (zaviranje RNA polimeraze)• Preprečevanje podvajanja• Preprečevanje podvajanja• Zaviranje topoizomeraze II


Interkalatorji + “chain cutter” ‐ bleomicinCONH2

HNH2

primarni aminCONH2

HNH2

N N

HN NH2

OMe O S

N R

OH

H

H H Hpirimidinski

b č

primary amide

N N

HN NH2

OMe O S

N R

OH

H

H H H

primarni amid

H2N

Me

O

HNNH

O

Me

HOHN

OHO Me

NH

S

NH

H

H

H Hobroč

primary amine

Bithiazoleintercalatingregion

H2N

Me

O

HNNH

O

Me

HOHN

OHO Me

NH

S

N

S

H

H H H

primarni amid

BitiazolInterkalacijski del

H

O

NH

N

O

HOOH H

H H

imidazoleringimidazolring

H

O

NH

N

O

HOOH H

H H

Imidazolniobroč

OH O

OH

Bleomycin A2 R = NHCH2CH2CH2SMe2Bleomycin B2 R = NHCH2CH2CH2CH2NHC(NH2)=NHBleomycin A2 R = NHCH2CH2CH2SMe2Bleomycin B2 R = NHCH2CH2CH2CH2NHC(NH2)=NH

OH O

OH

OHO

NH2

OOH OHO

NH2

OOH


Interkalatorji + “chain cutter” ‐ bleomicinMehanizem delovanjaMehanizem delovanja• Interkalacija (ditiazol)• generiranje radikalov: amini kompleksirajo Fe2+ oksidacija do• generiranje radikalov: amini kompleksirajo Fe , oksidacija do Fe3+

• Fe3+ generira hidroksilni radikal (Fentonova reakcija)Fe generira hidroksilni radikal (Fentonova reakcija)• Radikali poškodujejo verigo DNA – cepijo verigo• Zavirajo DNA ligazo ‐ ni popravljanja napakZavirajo DNA ligazo ni popravljanja napak• http://www.youtube.com/watch?v=QZeEnbH_bR4&feature=re

latedlated


“chain cutters”Podobno delujejoPodobno delujejo


Sinteza DNA – DNA polimerazaPO OO

O

PO OO

O

ON

NN

NH2N OH PO O

O

O

NH

Me O

OP OO

ON

NN

NH2N OH PO O

O

O

ON OP O

O

NOO

O OH

ON OP O

OO

N

O N

HNN O

NNO

NH2OP OOO

OH O

PO OO

N OH2N

NOO

OP OO

TemplateGrowing chain

šablona nastajajoča veriga


Sinteza DNA – DNA polimerazaPO OO

O

N N

NH2N OH

NH

Me O

OP OO PO O

O

O

ON ONOO

O OP O

N

O N

HNN O

NNO

NH2OP OOO

O O

PO OO

N OH2N

NOO

OP OO

TemplateGrowing chain

šablonanastajajoča veriga


Zaviralci DNA polimeraze – “chain terminators”Primer – aciklovir, penciklovirPrimer aciklovir, penciklovir

O O

NH

N

N

NH2N

NH

N

N

NH2N

O

HO

aciklovir

2

HO

pencikloviraciklovir penciklovirHO


Zaviralci DNA polimeraze – “chain terminators”MehanizemMehanizem

C C

A

A

C

C

A

A

C

C

T

C

G

A

A OH

PU

P P

T

C

G

A

A

U

“Chain termination”

A

T

T

A OH3'

DNA Nastajajoča

A

T

T

A

DNA Nastajajočašablona

j jveriga šablona veriga


TopoizomerazaSprošča napetost DNA zaradi supernavitostiSprošča napetost DNA zaradi supernavitosti

Topo II

5' 3'

Tyr

DNA

5

3' 5'3


TopoizomerazaVezava na DNA s tirozinskimi ostanki, DNAVezava na DNA s tirozinskimi ostanki, DNA vijačnica se prekine na 2 mestih

Tyr5' 3'

Topo II

DNATyr

5

3' 5'3


TopoizomerazaPrehod ene verige DNA skozi pretrgano drugoPrehod ene verige DNA skozi pretrgano drugo vijačnico

Tyr

Topo II

DNATyr

Topo IIp


TopoizomerazaSprostitev napetostiSprostitev napetosti

3

Tyr5' 3'

Topo II

Tyr

5

3' 5'3

Topo IIp


TopoizomerazaCepitev kovalentne vezi z DNACepitev kovalentne vezi z DNA

4

Tyr

5' 3'

Topo II

5

3' 5'3


TopoizomerazaMehanizem prekinitve verige DNAMehanizem prekinitve verige DNA

5' BO

HH

HO Tyr

TopoII

O

5' BO

H

HHHH

HO

O

H

HHHH

Tyr

TopoII

BO

HHHH

OPO

O

O

H

BO

HHHH

OPO

O

O y

HO

HH

3'

HO

HH

3'


Zaviralci topoizomerazePrimer – kinoloniPrimer kinoloni• Stabilizirajo kompleks bakterijska topoizomeraza/giraza‐DNA• Protibakterijske učinkovine• Protibakterijske učinkovine


Zaviralci topoizomeraze (brez interkalacije)Primer – kinoloniPrimer kinoloni

Topoizomeraza

Regija za vezavo na DNA

R6

R5 O

O

O

R6

R5 O

O

OVezava naencimVezava na

encim

R6

R5 O

O

O

R6

R5 O

O

O

R6

R5 O

O

O

X8 NR7

R1

Domena za interakcijo

X8 NR7

R1

X8 NR7

R1

X8 NR7

R1

X8 NR7

R1

Z drugim kinolonom

Molekula kinolona


AlkilantiLastnostiLastnosti• Močno elektrofilne spojine• reakcija z nukleofilnimi skupinami DNA (7 N of gvanina)• reakcija z nukleofilnimi skupinami DNA (7‐N of gvanina)• preprečujejo replikacijo in transkripcijo• protitumorne učinkovine (protivnetne)• protitumorne učinkovine (protivnetne)• toksični!


Alkilanti• Nukleofilne skupine?

nukleofilnik i i

NH2

NN1 HN N

O7

NH2

N3

skupini

NN3

R

H2N N N

RNR

O

CitozinGvaninAdenin

nukleofilniskupini

Gvanin


Alkilanti• Mehanizem: kovalentna vezava med bazama iste ali druge

vijačnice

X X X X

NuNu

X X

NuNu Nu

Nu

Nu

Nu

Med nukleofiloma različnih verigMed nukleofiloma iste verige Med nukleofiloma različnih verigMed nukleofiloma iste verige


Alkilanti• Posledice alkiliranja

Normalna tvorba H-vezi Napačno parjenje zaradi alkiliranja gvanina

Citozin Gvanin

j g

Timin Alkiliran gvanin

Učinkovina

NN

NH2

HNN

N

NO

R NH

OMe

N N

NHO

RNOR

NH2N

NOR

Gvanin - keto Alkiliran gvanin - enolni

N R

H2N

tavtomerg

tavtomer


Alkilanti ‐ primeriDušikovi iperitip

Nitrozo urejeNitrozo ureje‐vezava G‐G ali C‐C


Alkilanti ‐ primeriCisplatinp• Predzdravilo, nereaktivna molekula• Substitucija klorov s H O• Substitucija klorov s H2O• Nastane reaktivna zvrst; med gvanini iste verige

PtNH3Cl H2O NH3H2O NH3H2O+ 2+ DNA Pt

NH3DNAPt

NH3ClPt

NH3ClPt

NH3H2O+ Pt

NH3DNA

Cisplatin


Vezava v mali jarekNetropsinp• Iz Streptomycesnetropsisnetropsis


RNAŠtevilni antibiotiki – vezava na rRNA

NH NH

MeH

OHOH

H2N C

NH

NH HN C NH2H

OHH HO

HH

OHH

O2NCH2OH

HO

HN

H

HR

O

HNMe

O H

OO

OHH

H

CHOH

Me H

Chloramphenicol

CO CHCl2

Me

OHO

OHMeO

Me Me H

HHH

StreptomycinO

O

OH

CH2OH

HHO

H MeHN

(vs typhoid)

O

COMe O Me

MeOH

H

HHH

H

OH H

H

CH3 NMe2

Rifamycins

OOHOOH OOH HO

O

H3C CH3HO O

O CH3

HO

Cl

OH

NMHO

NH2

Me HO

CH3

CH3

OH3C

O CH3

Chlortetracycline(Aureomycin)

Cl NMe2HO Me

Erythromycin

OMe

OHOMe

Celična membrana kot tarčaCelična membrana kot tarča

Mehanizem delovanja• Tvorba hidrofilnih kanalovTvorba hidrofilnih kanalov• ionofori


Tvorba hidrofilnih kanalov ‐ amfotericin Bantimikotikantimikotik

TUNELTUNEL

HO2C CO2HOH OH

amfotericin BHO

HO

2

OH

OH

HO

HO

HO

HO

HOOH

OH

OH

OH

OH

Celičnamembrana

HO

HOOH

OH

HO

HOOH

OH

HO

HO

HO

HOOH

OH

OH

OH

HO

OH OHHO2C CO2H

OH


Ionofori – 1.definicija• Gramicidin – tvorba umetnih ionskih kanalovGramicidin tvorba umetnih ionskih kanalov

Val-Gly-Ala-Leu-Ala-Val-Val-Val-Trp-Leu-Trp-Leu-Trp-Leu-Trp-NH-CH2-CH2-OH

citoplazmacitoplazmaioniioni

citoplazmacitoplazma


Ionofori – 2.definicijaValinomicinValinomicin• Številni valinski ostanki O

NH

ONH

O

• podobno kot kronski eter• Selektiven za K+ K +

HN

O

O O

O

OO

O

Selektiven za KO

HN

NH

O

OOOO

O

O

HN

O NHO


Ionofori – 2.definicija• Valinomicin – mehanizem delovanjaValinomicin mehanizem delovanja


Xenopus


Magainin• iz Xenopus speciesiz Xenopus species• 23 AK dolgi peptidi – tvorijo “črvine”

Magaininski heliksMagaininski heliks

Celičnamembrana

Celičnamembrana


Magainin


Bombina maxima

bombininibombinini

Žabe kot vir učinkovinŽabe kot vir učinkovin

Žabe kot vir učinkovinŽabe kot vir učinkovinB f i idiBufo viridis• 5‐metoksidimetiltriptamin (5‐MeO‐DMT)

• 5‐hidroksidimetiltriptamin (bufotenin)5 hidroksidimetiltriptamin (bufotenin)

Literatura predavanjLiteratura predavanjG L P i k A i d i di i l h iG. L. Patrick: An introduction to medicinal chemistry, Oxford University press, 4. izdaja:

• 6., 9. in 10. poglavje

doc.dr. marko anderluh · tar če v sinapsi m ija 3 nukleinske kisline in membrane kot ska ke...

Documents