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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-76345
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7634/


Schemies, Jörg Philipp

Testsysteme und Hemmstoffe für NAD+-abhängige Histondesacetylasen und die mitochondriale Malatdehydrogenase

Test systems and inhibitors for NAD+-dependent histone deacetylases and the mitochondrial malate dehydrogenase

Dokument1.pdf (16.054 KB) (md5sum: 4424fa8542e8269cc80a8841b9af7fb6)

Kurzfassung in Deutsch

NAD+-abhängige Histondesacetylasen, welche ebenfalls als Sirtuine bezeichnet werden, gehören zu den chromatinmodifizierenden Enzymen, die epigenetische Regulationsvorgänge beeinflussen können. Sie katalysieren die Abspaltung von Acetyl-Resten der Epsilon-Aminogruppe der Aminosäure Lysin in Histonen, aber auch in zahlreichen Nicht-Histon-Proteinen.
Die Vielfalt der verschiedenen Sirtuin-Substrate und die jeweiligen biologischen Auswirkungen machen Sirtuine zu einem interessanten Angriffspunkt für die Entwicklung von Inhibitoren als zukünftige Arzneimittel gegen unterschiedlichste Erkrankungen wie HIV, Krebs oder neurodegenerative Krankheiten.
In der vorliegenden Arbeit wurden mit einem in unserem Arbeitskreis entwickelten Testsystems (Trypsin-Assay) neue potente Sirtuin-Hemmstoffe identifiziert und charakterisiert. In Verbindung mit einem Virtuellen Screening konnte unter anderem das Thiobarbiturat-Grundgerüst als neue Leitstruktur für potente Sirt1- und Sirt2-Hemmstoffe im nierdrigen mikromolaren Bereich entdeckt werden. Des Weiteren wurden potente, zellulär aktive Hemmstoffe mit einer Arylidenindolinon-Grundstruktur identifiziert und Struktur-Wirkungsbeziehungen aufgestellt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei homogene In-vitro-Testsysteme für Sirtuine neu in unserer Gruppe etabliert und optimiert, die im Gegensatz zum Trypsin-Assay für die Charakterisierung fluoreszierender Testverbindungen und für biochemische Kompetitionsanalysen mit Hemmstoffen besser geeignet sind.
Um Selektivitätsuntersuchungen mit Sirtuin-Hemmstoffen und anderen NAD+-abhängigen Enzymen durchzuführen und somit interessante Anhaltspunkte für die Entwicklung selektiver Sirtuin-Hemmstoffe zu erlangen, wurde ein homogenes In-vitro-Teststystem für die mitochondriale Malat-Dehydrogenase (mMDH) neu entwickelt, mit dem eine Auswahl repräsentativer Sirtuin-Hemmstoffe auf deren Hemmung untersucht wurde. Es konnte dabei gezeigt werden, dass zahlreiche Sirtuin-Hemmstoffe ebenfalls einen inhibitorischen Effekt auf die mMDH besitzen. Ebenfalls konnten Selektivitätsuntersuchungen zwischen Inhibitoren humaner Sirtuine und der bakteriellen NAD+-abhängigen Desacetylase aus Thermotoga maritima beschrieben werden.


Kurzfassung in Englisch

NAD+-dependent histone deacetylases, also termed as sirtuins, are chromatin modifying enzymes that cleave off acetyl groups from acetyl-lysine residues in histones and many non histone proteins.
Sirtuins are interesting targets for the development of inhibitors as promising future drugs because different sirtuin substrates can be linked to the pathogenesis of HIV, cancer or neurodegenerative diseases.
To identify and characterize new inhibitors of NAD+-dependent histone deacetylases we used a homogeneous in vitro assay developed in our group. In combination with a virtual screening of a commercial database we identified the thiobarbiturate scaffold as a lead structure for Sirt1 and Sirt2 inhibitors in the low micromolar range. Furthemore, we discovered different arylideneindolinones as potent inhibitors with cellular activity.
For biochemical competition experiments with inhibitors and characterization of compounds with intrinsic fluorescence we established and optimized two additional in vitro assays for sirtuins.
To investigate sirtuin inhibitors for their inhibition of other NAD+-dependent enzymes, we developed a homogeneous in vitro assay for the mitochondrial malate dehydrogenase (mMDH) which is an important NAD+-dependent enzyme in the citric acid cycle. We tested a set of sirtuin inhibitors from various structural classes for mMDH inhibition and we could show that many sirtuin inhibitors are able to inhibit the mMDH. Furthermore, we performed selectivity studies between inhibitors of human sirtuins and the NAD+-dependent deacetylase from Thermotoga maritima.


SWD-Schlagwörter: Inhibitor
Freie Schlagwörter (deutsch): Histondesacetylase , Hemmstoff , Sirtuin , mMDH , In-vitro-Testsystem
Freie Schlagwörter (englisch): Inhibitor , Histone deacetylase , mMDH , in vitro assay
Institut: Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Jung, Manfred (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.07.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 19.07.2010
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