Povišano izražanje imunoproteasoma je povezano z avtoimunimi boleznimi, vnetnimi boleznimi in različnimi oblikami raka. Selektivni inhibitorji imunoprotesama so v literaturi redki; znani so samo nekateri inhibitorji s peptidno strukturo. Opisali smo razvoj nepeptidnih reverzibilnih inhibitorjev kimotripsinu podobne podenote imunoproteasoma β5i. Najmočnejše inhibitorje smo nato s pomočjo racionalnega načrtovanja in kemijske sinteze modificirali tako, da so postali reverzibilni kovalentni inhibitorji, ki v celičnih testih selektivno zavirajo imunoproteasom, ne pa konstitutivnega proteasoma. Te spojine tudi zaradi nizke citotoksičnosti predstavljajo odlično molekularno orodje za študij β5i podenote imunoproteasoma in dobro izhodišče za potencialni razvoj do zdravil za zdravljenje bolezni, kjer je vpleten imunoproteasom.
COBISS.SI-ID: 4050545
Za Alzheimerjevo bolezen (AB) je značilno hudo pomanjkanje holinerigične aktivnosti v prednjih možganih, kar povzroči progresivno in kronično poslabšanje spomina in kognitivnih funkcij. Podobno kot acetiholin-esteraza, butirilholin-esteraza (BChE) prispeva k prekinitvi holinergičnega živčnega prenosa. Ker se encimska aktivnost BChE z napredovanjem bolezni povečuje, je ta encim verjetna terapevtska tarča pri napredovani AB. Razvili smo močne, selektivne in reverzibilne zaviralce človeške BChE. Razrešena kristalna struktura človeške BChE v kompleksu z najmočnejšim zaviralcem razkriva njen način vezave in predstavlja molekularno osnovo za njegov nizko nanomolarno jakost. Poleg tega je ta spojina necitotoksična in ima nevroprotektivne lastnosti. Spojina tudi prehaja krvno-možgansko pregrado in izboljša spomin, kognitivne funkcije in učne sposobnosti miši v modelih zmanjšanje holinergične aktivnosti, ki je značilna za AB in pri tem ne povzroča akutnih holinergičnih neželenih učinkov. Naša raziskava nudi potencialneg kiničega kandidata za lajšanje simptomov, ki so posledica zmanjšanje holinergične aktivnosti pri napredovani AB.
COBISS.SI-ID: 4263537
Dipeptidil peptidaza 4 (DPP-4) je serinska proteaza, ki sodeluje pri proteolitični razgradnji glukagonu podobnega peptida-1 in od glukoze odvisnega insulinotropnega polipeptida (GIP). Na ta način pomembno vpliva na presnovo glukoze. Med poškodbami organov, stromalne in endotelijske celice proizvajajo kemokin iz stromalnih celic pridobljen dejavnik 1 (SDF-1, angl. stromal-derived-factor-1), ki vpliva kemotaktično na endotelijske zarodne celice. SDF-1 izvaja svoj učinek preko vezave na poseben kemokinski receptor CXCR4, v tkivih pa ga razgradijo različne proteaze, vključno s prosto cirkulirajočo DPP-4. Ker DPP-4 razgrajuje SDF-1, še posebej po miokardnem infarktu, bi z zaviranjem DPP-4 lahko vzdrževali optimalno koncentracijo SDF-1 ter pospešili ugnezdenje endotelijskih progenitornih celic, ki po diferenciaciji lahko nadomestijo kardiomiocite in pospešijo okrevanje srčne mišice po infarktu. Zato smo v tem delu predlagali novo indikacijo za zaviralce DPP-4, saj bi le ti delovali koristno po miokardnem infarktu s preprečevanjem razgradnje SDF-1 in s posledično mobilizacijo zarodnih celic.
COBISS.SI-ID: 4132209
Čeprav je bakterijska DNA giraza uveljavljena validirana tarča za razvoj protibakterijskih učinkovin, zaviralci giraze B, podenote ki veže ATP, še niso dosegli klinične uporabe. V tej študiji smo dizajnirali, sintetizirali in ovrednotili tri serije N-fenil-4,5-dibromopirolamidov in N-fenilindolamidov kot potencialne inhibitorje DNA giraze B. Njihove IC50 vrednosti za DNA girazo iz bakterije Escherichia coli so bile v nizkem mikromolarnem območju, najboljša spojina, (4-(4,5-dibromo-1H-pirol-2-karboksamido)benzoil)glicin je imela 450 nM IC50 vrednost. Zanjo smo uspeli dobiti kristalno strukturo v kompleksu z DNA girazo B iz E. coli, ki je razkrila način vezave spojine v aktivnem mestu. Vezavne afinitete treh najboljših spojin določene s površinsko plazmonsko resonanco so se dobro ujemale z vrednostmi določenimi encimatsko. Za najboljše spojine smo določili tudi njihovo zaviralno aktivnost na DNA girazo iz bakterije Staphylococcus aureus in topoisomerazo IV iz E. coli in S. aureus. Najboljšim spojinam v vsaki seriji smo določili tudi in vitro protibakterijsko aktivnost na dve Gram-pozitivni in dve Gram-negativni bakteriji. Dobljeni rezultati predstavljajo dragoceno informacijo o načinu vezave in zvezi med strukturo in delovanjem N-fenil-4,5-dibromopirolamidnega in N-fenilindolamidnega strukturnega razreda ATP kompetitivnih inhibitorjev giraze B.
COBISS.SI-ID: 3888753
Pri iskanju novih postopkov za odstranjevanje endokrinih motilcev iz okoljskih vod smo želeli preveriti ali lahko TiO2, imobiliziran na steklena vlakna, uporabimo za fotokatalitsko odstranjevanje bisfenola A (BPA) in njegovih analogov BPF (bisfenol F) in BPAF (bisfenola AF) ter preveriti strupenost pripravljenih izhodiščnih raztopin in raztopin po fotokatalitski oksidaciji. Zanimalo nas je, kakšen vpliv na vse to imajo razlike v zgradbi analogov. Učinkovitost fotokatalitske razgradnje smo vrednotili s kemijskimi analiznimi metodami in biološkimi testi strupenosti. Med samim potekom fotokatalitske reakcije smo s HPLC spremljali padec koncentracije posameznega bisfenola, v samih končnih raztopinah ter v raztopinah posameznih pretokov pa smo s TOC analizatorjem spremljali odstranjevanje celotnega organskega ogljika v primerjavi z izhodiščno raztopino ter z UV-VIS spektrofotometrijo določali absorpcijske lastnosti produktov. Preveriti smo želeli tudi, da se niso izhodiščne raztopine tekom fotokatalitskih reakcij pretvorile v še bolj strupne spojine, zato smo testirali strupenost nastalih produktov ter začetnih raztopin bisfenolov, na dveh testnih organizmih, vodnih bolhah Daphnia magna in bioluminiscenčnih bakterijah Vibrio fischeri. Raztopine BPA in BPF so po fotokatalitski reakciji izkazovale zelo nizko strupenost na vodne bolhe in bioluminiscenčne bakterije, bolj je bila strupena izhodna raztopina BPAF ter njene raztopine po fotokatalitski oksidaciji, še posebej raztopine po 24-urni fotokatalitski reakciji. Razlika v strupenosti med na eni strani BPA in BPF ter na drugi BPAF je bila pri vodnih bolhah veliko večja kot pri bakterijah. BPF in BPAF sta bila predlagana kot zamenjava za endokrini motilec BPA, vendar so tudi za ti dve spojini potrjeni endokrini učinki, dokazali pa smo, da je po fotokatalitski razgradnji BPAF še bolj toksičen od BPA in tudi iz tega razloga neprimeren za nadomestitev BPA. Izsledki tega dela so bili objavljeni v reviji, ki je druga glede na faktor vpliva na področju procesne kemije in tehnologije
COBISS.SI-ID: 3969137