Στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε σχεδιασμός, σύνθεση και βιοχημική αξιολόγηση αναστολέων μιας ειδικής ενζυμικής κατηγορίας μεταλλοπρωτεασών, των αμινοπεπτιδασών του Ενδοπλασματικού Δικτύου (ΕΔ). Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα ένζυμα ERAP1, ERAP2 (Endoplasmic Reticulum Aminopeptidase 1, 2) και IRAP (Insulin-regulated Aminopeptidase), τα οποία εμπλέκονται σε πολύπλοκα μονοπάτια κυτταρικής σηματοδότησης, όπως η δημιουργία αντιγονικών πεπτιδίων. Μελέτες, που έγιναν από την ερευνητική μας ομάδα σε κρυσταλλογραφικά δεδομένα για τη δομή αυτών των ενζύμων, κατέληξαν στο σχεδιασμό μιας σειράς αναστολέων χρησιμοποιώντας υπολογιστικές μεθόδους πρόβλεψης. Τη βάση για το σχεδιασμό των αναστολέων αποτέλεσε το 3,4-διαμινοβενζοϊκό οξύ, που είναι ένας σχετικά ασθενής προσδέτης στο καταλυτικό ιόν Ζn(II). Έτσι προέκυψαν τα 1,3-διϋποκατεστημένα παράγωγα του 3,4-διαμινοβενζοϊκού οξέος. Στη συνέχεια, έγινε μελέτη και σε άλλες ομάδες πρόσδεσης του ιόντος ψευδαργύρου (ZBGs, zinc binding groups) η οποία βασίστηκε στα παράγωγα του διαμινοβενζοϊκού οξέος (DABA), αλλάζοντας το 3,4-διαμινοβενζοϊκό οξύ με άλλους αρωματικούς δακτυλίους. Στις ομάδες αυτές προστέθηκαν κατάλληλοι υποκαταστάτες R1 και R2, οι οποίοι επιλέχθηκαν μέσα από ένα σύνολο αλυσίδων φυσικών και μη φυσικών αμινοξέων, που προβλέπονταν ότι θα αλληλεπιδρούν με τους θύλακες εξειδίκευσης των ενζύμων. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές αποτελούν απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη ενός δραστικού και εκλεκτικού αναστολέα. Τέλος, μελετήθηκε μία νέα γενιά αναστολέων βασιζόμενων στη δομή της μπεστατίνης, στοχεύοντας σε χαμηλές τιμές αναστολής για τις αμινοπεπτιδάσες του ενδοπλασματικού δικτύου.Τα παράγωγα DABA και τα ανάλογά τους σχεδιάστηκαν υπολογιστικά από τον διδάκτορα κύριο Αθανάσιο Παπακυριακού, συντέθηκαν μετά από εκτενή διερεύνηση και βελτιστοποίηση των μεθόδων σύνθεσης και στη συνέχεια αξιολογήθηκαν in vitro για τα τρία ένζυμα. Τα παράγωγα της μπεστατίνης συντέθηκαν μέσω δύο εναλλακτικών πορειών και έγινε βελτιστοποίηση της δεύτερης πορείας για υψηλότερες αποδόσεις και καθαρότερα προϊόντα. Επίσης, έγινε in vitro αξιολόγηση των παραγώγων μπεστατίνης για τα τρία ένζυμα.Η in vitro ενζυμική αξιολόγηση των συντιθέμενων ενώσεων φανέρωσαν αρκετούς δραστικούς και εκλεκτικούς αναστολείς για τις τρεις αμινοπεπτιδάσες. Σύγκριση των 1,3- και 1,4- διϋποκατεστημένων παραγώγων του διαμινοβενζοϊκού οξέος με τα αντίστοιχα αμινοβενζοϊκά, αμινονικοτινικά και υδραζινοβενζοϊκά παράγωγα οδήγησε στο συμπέρασμα ότι τα DABA ανάλογα είναι τα πιο αποτελεσματικά για την αναστολή των υπό μελέτη ενζύμων.Μια άλλη κατηγορία ενώσεων που αποτελούν ένα αντικείμενο με φαρμακολογικό ενδιαφέρον είναι τα παράγωγα ομο-μπεστατίνης με περαιτέρω διερεύνηση των θέσεων P1, P1΄, Pn΄.Περαιτέρω ερευνητικές προσπάθειες των προηγούμενων μελετών ίσως οδηγήσουν σε καλύτερη δραστικότητα και εκλεκτικότητα αναστολέων για αυτή την κατηγορία αμινοπεπτιδασών.
Cutting Edge: Coding Single Nucleotide Polymorphisms of Endoplasmic Reticulum Aminopeptidase 1 Can Affect Antigenic Peptide Generation In Vitro by Influencing Basic Enzymatic Properties of the Enzyme