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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-77724
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7772/


Bissinger, Elisabeth-Maria

Synthese und Testung von Hemmstoffen der Argininmethyltransferase hPRMT1 und Entwicklung eines Assaysystems für Methyltransferasen

Synthesis and testing of inhibitors for the arginine methyltransferase hPRMT1 and development of an assay system for methyltransferases

Dokument1.pdf (3.949 KB) (md5sum: c6d4264f7219504950d7d34b0afe71bb)

Kurzfassung in Deutsch

Histonmethyltransferasen spielen als epigenetische Modulatoren eine wesentliche Rolle bei der Transkriptions- und Hormonrezeptorregulation. Sie stellen somit interessante Zielstrukturen für die Behandlung verschiedener Krankheiten, insbesondere von Krebs dar. Deshalb ist die Suche nach potenten und selektiven Methyltransferaseinhibitoren von sehr großem Interesse, um die Funktionsweise und Wirkung dieser Enzyme sowie das therapeutische Potential neuer Hemmstoffe näher untersuchen zu können.

Ausgehend von den bereits im Arbeitskreis entdeckten Leitstrukturen Allantodapson und einem p-Aminobenzolsulfonsäurederivat konnten im Rahmen dieser Arbeit selektive Hemmstoffe der Histonmethyltransferase hPRMT1 synthetisiert werden. Dies geschah unter Abwandlung einzelner Strukturelemente der verwendeten Leitstrukturen. Im Anschluss an die Synthese wurden die erhaltenen Hemmstoffe in-vitro auf ihre inhibitorische Wirkung an hPRMT1 untersucht. Es konnten einige potente Inhibitoren identifiziert werden, von denen der potenteste darüber hinaus selektiv gegenüber der Lysinmethyltransferase Set7/9 war. Außerdem wies dieser Inhibitor, das N,N’ Bis-chloracetyldapson, sowohl einen antiproliferativen Effekt auf Krebszellen, als auch spezifische antihormonelle Eigenschaften auf, die in einem funktionellen Reportergen-Assay bestimmt wurden. Für die Substanzklasse der 4-Aminobenzolsulfonamide konnten exemplarisch Struktur-Wirkungs-Beziehungen aufgestellt werden.

Da Stilbamidin zuvor neben Allantodapson als potenter PRMT-Inhibitor identifiziert worden war, wurde in Kooperation ein virtuelles Screening aromatischer Amidine durchgeführt und potentielle PRMT-Inhibitoren identifiziert. Diese wurden im Anschluss auf ihre inhibitorische Wirkung an hPRMT1 untersucht. Die drei potentesten Vertreter waren im In-vitro-Assay darüber hinaus selektiv gegenüber der Lysinmethyltransferase EZH2.

Außerdem wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein homogenes In-vitro-Testsystem unter Verwendung von nativen Histonen als Substrat zur Bestimmung von Methyltransferaseaktivität entwickelt. Dieses Testsystem eignet sich zudem auch als Plattform für die Untersuchung der Aktivität weiterer chromatinmodifizierender Enzyme. Darüber hinaus wurden Histonextrakte aus Krebszellen exemplarisch mit diesem Assay untersucht, um die zelluläre Wirkung eines Referenzinhibitors zu überprüfen. Beim Vergleich mit Western Blots dieser Extrakte war festzustellen, dass der Assay das selbe Ergebnis erzielte. Somit kann der neu etablierte Assay als mögliche zeitsparende Alternative zu Western-Blot-Experimenten angesehen werden.


Kurzfassung in Englisch

Histone methyltransferases are epigenetic modulators that are important for transcriptional and hormonal regulation. As such they are interesting targets for the therapy of various diseases including cancer. Therefore, the search for potent and selective inhibitors of histone methyltransferases is of great interest to elucidate both function and effects of these enzymes and the therapeutic potential of new inhibitors.

Starting from the two leads allantodapsone and a p-amino benzenesulfonamide discovered in our lab, selective inhibitors of the histone methyltransferase hPRMT1 were synthesized within this work. Different structural elements of the leads were modified. The inhibitory property of the inhibitors against hPRMT1 was examined in in-vitro assays. Several potent inhibitors were identified. Additionally, the most potent hit was selective over the lysine methyltransferase Set7/9. Moreover, this N,N’-bis-chloroacetyl dapsone showed an antiproliferative effect on cancer cells and specific anti-hormone properties, which were determined using a functional reporter gene-based assay. For the class of p-amino benzenesulfonamides detailed structure activity relations were set up.

Apart from allantodapsone, also stilbamidine had already been shown to be a potent inhibitor of hPRMT1. Thus, a virtual screening of aromatic amidines was conducted in cooperation identifying more potential inhibitors of PRMTs. These were tested against hPRMT1 and the three most potent hits were selective in vitro over the lysine methyltransferase EZH2.

In addition, a homogeneous in vitro assay system to determine the enzymatic activity of methyltransferases using native histones as substrates was established within this work. The assay system is also suitable for the testing of other chromatin modifying enzymes. Histone extracts from cancer cells were exemplarily examined with this assay to validate the cellular effect of a reference inhibitor. The assay yielded the same result as the examination of these extracts in a western blot. The newly established assay can hence be used as a time-saving alternative to western blot experiments.


SWD-Schlagwörter: Histone , Methyltransferasen , Epigenetik
Freie Schlagwörter (deutsch): hPRMT1 , Synthese, Inhibitoren
Freie Schlagwörter (englisch): hPRMT1 , synthesis , inhibitors
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: 29.10.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 09.11.2010
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