Modulation of Protein-Protein Interactions with Pre-Structured Peptides

Marijn Maas

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

Abstract

Protein-protein interaktioner regulerer biokemiske processer forbundet med helbred ogsygdom, og er generelt betragtet at være kompliceret at designe lægemidler til grundet de storeog udefinerede natur af overfladerne på de deltagende proteiner. Udvikling af nye kemisketeknologier, som muliggør undersøgelsen heraf, vil åbne døren for det rationelle design afpotente og specifikke prober eller terapeutiske midler, der er rettet mod specifikke PPI-netværkinvolveret i nøgleprocesser i helbred og sygdom. Præstrukturerede peptider har appliceret sompotente redskaber til at undersøge eller inhibere proteinkompleksdannelse. Fokus for denneph.d.-afhandling er at opnå indsigt i vigtigheden af konformationel peptid fleksibilitet for atlette genkendelse af deres bindingspartnere gennem præ-strukturering af peptidrygraden.

I kapitel 3 havde vi til formål at udvikle lactam-baserede i,i+4 præstrukturerede hACE2- peptider rettet mod SARS CoV-2 Spike-proteinet. Inhibering af Spike-proteinet RBD-hACE2- kompleksdannelse blev observeret igennem in vitro-assays med præstruktureret hACE221- 55A36K-F40-peptid (IC59: 3,6 μM, Kd: 2,1 μM), hvilket indikerer at hACE2-peptider kunne danne grundlag for udvikling af COVID-19 terapeuter.

Kapitel 4 udforsker den katalytiske selektivitet af PAD2 og PAD4 overfor præstrukturerede histonhaler. Udvalgte histon-peptider, præstuktureret igennem i, i+3 hæftning blev effektivt citrullineret af PAD2 og blev ikke accepteret som substrater for histonmethyleller acetyltransferaser. i,i+3 hæftede peptider blev identificeret som kompetitive inhibitorer af PAD2 (IC = 4.0 μM) and PAD4 (IC50 = 8.1 μM).

I kapitel 5 rapporterer vi om den katalytiske specificitet af SETD3 overfor præstrukturerede i, i+3 hæftede β-actin peptider. Begrænsning af konformationsfleksibiliteten af β-actin resulterer i nedsat SETD3-katalyseret Nτ-His73-methylering. Desuden virkede ingen af de præstrukturerede β-actin peptider som kompetitive inhibitorer af SETD3. Disse resultater tyder på, at reduceret β-actin rygradsfleksibilitet forhindrer optimale protein-protein interaktioner mellem substratet og enzymet.

I kapitel 6 illustrerer termodynamisk analyse med ITC, at præstukturering af den Nterminale histon 3-hale, der bærer et trimethyllysinmærke, kan forbedre genkendelsen af
epigenetiske læsere BPTFPHD og JMJD2ATTD betydeligt gennem forbedrede entropikomponenter. I modsætning hertil er genkendelse af JARID1APHD3 svækket gennem ikke-favorable entalpiske og entropiske komponenter. Dette tyder på, at der er et niveau af selektivitet mellem læsere af H3K4me3 for peptider med forskellige niveauer af konformationel frihed.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Mecinovic, Jasmin, Hovedvejleder
Dato for forsvar23. aug. 2022
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 14. sep. 2022

Note vedr. afhandling

Afhandlingen kan læses på SDUs bibliotek.

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Modulation of Protein-Protein Interactions with Pre-Structured Peptides'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater