|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Дизайн и синтез пептидомиметиков для изучения комплексов пролинспецифичных пептидаз различного происхожденияНИР
Design and synthesis of peptidomimetics for the study of proline-specific peptidase complexes of different origin
- Руководитель НИР: Филиппова И.Ю.
- Ответственный исполнитель: Терещенкова В.Ф.
- Участники НИР: Андреева Д.И., Баландина Г.Н., Величко Т.И., Воюшина Т.Л., Гоптарь И.А., Дворякова Е.А., Дунаевский Я.Е., Климова М.А., Соколенко Н.И., Эленбергер Г.Р.
- Подразделение: Кафедра химии природных соединений
- Срок исполнения: 1 января 2015 г. - 31 декабря 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): НК-15-03-06675
- Номер ЦИТИС: 115012770040
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Живые системы, медицинские технологии, медицинская химия и новые лекарственные средства
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.23.27 Пептиды, белки
-
Ключевые слова:
dpp 4, глутаминрасщепляющие пептидазы, циклические амины, пептиды, пролинспецифичные пептидазы, глиадины, пептидный синтез, fret-субстраты, пептидомиметики
prolin-specific peptidase, peptidomimetics, peptide synthesis, fret-substrates, peptides, glutamin-degraded peptidases, gliadins, dpp4, cyclic amines -
Описание:
Проект посвящен разработке методов синтеза набора модифицированных пролинсодержащих пептидов (новых селективных субстратов и ингибиторов) для поиска, идентификации и целенаправленного изучения комплекса различных типов пролинспецифичных пептидаз (ПСП) как в индивидуальном состоянии, так и в составе ферментного комплекса. Будет синтезирован набор дипептидных пролинсодержащих производных с С-концевыми хромогенными и флуорогенными группировками - п-нитроанилидной (pNA), 4-амино-7-метил(AMC) - и 4-амино-7-трифторметил-кумаридными (AFC), бета –нафтиламидной (b-NA) и содержащих в позиции Р2 аминокислотные остатки различной природы. Проектом предусматривается также дизайн и разработка методов получения 2 типов FRET -пептидов, содержащих донорно-акцепторную пару Abz/pNA. Предполагается, что полученные соединения могут быть использованы для характеристики индивидуальных пролинспецифичных эндопептидаз, а также применены для изучения совместного действия комплекса пролинспецифичных экзопептидаз и постглутаминрасщепляющих ферментов. Планируется также дизайн и разработка химических и химико-энзиматических методов синтеза ди- и трипептидных производных, содержащих С-концевые остатки циклических аминов – структурных аналогов пролина. Полученные соединения будут использованы для тестирования ферментативной активности пролинспецифичных экзопептидаз различного происхождения – рекомбинантной DPP IV человека, пищеварительных ПСП тенебрионид, секретируемых грибных пептидаз фитопатогенов, как в индивидуальном состоянии, так и в составе ферментных комплексов.
-
Abstract:
Project is dedicated to the development of methods of synthesis of set of Pro-containing peptides (of new selective substrates and inhibitors). These substances will be used to searching identifying and study of the complex of various types prolin-spetsific peptidase (PCP) in the pure state, and as a part of the enzyme complex. It is assumed to synthesize a set of proline dipeptide derivatives with C-terminal chromogenic and fluorogenic groups - p-nitroanilide (pNA), 4-amino-7-methyl (AMC) - and 4-amino-7-trifluoromethyl-coumaride (AFC), beta -naphtylamid (b-NA) and containing in the P2 position amino acid residues of various nature. The project also provides for the design and development of methods for the preparation of two types of FRET -peptide containing donor-acceptor pair Abz / pNA. It is assumed that the obtained compounds may be used to characterize individual prolin-specific endopeptidases (PCP) and applied to study the combined action of exopeptidases and complex of PCP and glutamine-degradading peptidases. It is also planned design and development of chemical and chemical-enzymatic methods for the synthesis of di- and tripeptide derivatives containing C-terminal residues of cyclic amines - structural analogs of proline. The compounds will be used to test the enzymatic activity of PCP of different origin - recombinant human DPP IV, digestive PSP of Tenebrionidae, secreted peptidase of fungal plant pathogens, both in the individual state, and as a part of enzyme complexes.
-
Планируемые результаты:
1. Биоинформатический анализ набора пролинспецифичных пептидаз (ПСП) пищеварительного ферментного комплекса тенебрионид. 2. Синтез набора хромогенных и флуорогенных субстратов пролинспецифичных экзопептидаз различных типов. 3. Дизайн и разработка методов синтеза пролинсодержащих FRET-пептидов для изучения пролинспецифичных эндопептидаз. 4. Дизайн и разработка методов синтеза пролин- и глутаминсодержащих FRET-пептидов для изучения совместного действия ПСП и глутаминрасщепляющих пептидаз. 5. Дизайн и разработка химических и химико-энзиматических методов синтеза ди- и трипептидных производных, содержащих С-концевые остатки циклических аминов. 6. Тестирование синтезированных соединений в качестве субстратов и ингибиторов ПСП различных типов и происхождения (как в индивидуальном состоянии, так и в составе ферментных комплексов.)
-
Научный задел:
У разработчиков проекта накоплен богатый опыт в области пептидного синтеза. Особое внимание при этом уделяется развитию метода ферментативного пептидного синтеза в водных и органических средах с использованием нативных и модифицированных ферментов Научный задел группы базируется на развитой стратегии химико-энзиматического синтеза практически важных пептидов, основанной на сочетании идеологии химического способа конденсации пептидов с достоинствами ферментативного синтеза пептидных связей. Специализируясь на пептидном синтезе, авторы проекта разработали различные хромофорные, хромогенные и флуорогенные олигопептидные субстраты для характеристики пептидаз различных классов Разработаны методики препаративного синтеза в органической среде ингибиторов сериновых пептидаз - пептидоальдегидов и амидов пептидов, содержащих непротеиногенные остатки циклических аминов с применением в качестве катализаторов ферментов, сорбированных на твердой В коллективе заявителей проекта накоплен серьезный опыт по применению специфических синтетических субстратов для идентификации и контроля ферментативной активности пептидаз различных классов, входящих в состав сложных ферментных комплексов, а также для изучения ингибиторов пептидаз. Разработанные методы и подходы являются оригинальными, по многим позициям опережают аналогичные зарубежные разработки в данной области и найдут применение в заявленном проекте.
-
Основные результаты:
1.Проведен биоинформатический анализ набора пролинспецифичных пептидаз (ПСП) пищеварительного ферментного комплекса тенебрионид. 2.Синтезирован набор хромогенных и флуорогенных субстратов пролинспецифичных экзопептидаз различных типов. 3. Проведен дизайн и разработаны методы синтеза пролинсодержащих FRET-пептидов для изучения пролинспецифичных эндопептидаз. 4. Проведен дизайн и разработаны методы синтеза пролин- и глутаминсодержащих FRET-пептидов для изучения совместного действия ПСП и глутаминрасщепляющих пептидаз. 5. Проведен дизайн и разработаны методы синтеза ди- и трипептидных производных, содержащих С-концевые остатки циклических аминов. 6. Проведено тестирование синтезированных соединений в качестве субстратов и ингибиторов ПСП различных типов и происхождения (как в индивидуальном состоянии, так и в составе ферментных комплексов.)
- Добавил в систему: Филиппова Ирина Юрьевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Дизайн и синтез пептидомиметиков для изучения комплексов пролинспецифичных пептидаз различного происхождения |
| Результаты этапа: 1. В результате биоинформатического анализа аннотированы последовательности ПСП, найденные в EST тенебрионидов, оценен уровень экспресии их мРНК, что позволило сделать предположение о наборе ПСП в пищеварительном комплексе тенебрионид и выделить наиболее активные ПСП. 2. Синтезирован набор дипептидных пролинсодержащих производных с С-концевыми хромогенными и флуорогенными группировками и содержащих в позиции Р2 различные аминокислотные остатки – Ala, Gly, Phe, Lys, Arg, Pro, Gln. 3. Полученные соединения использованы для тестирования ферментативной активности пролинспецифичных экзопептидаз различного происхождения – рекомбинантной DPP IV человека, комплекса ПСП тенебрионид, секретируемых грибных пептидаз фитопатогенов. 4. Проведен дизайн структуры ингибиторов ПСП с учетом анализа имеющихся литературных данных и с использованием метода молекулярного докинга. Для проведения докинга смоделированы структуры 20 протеиногенных аминокислот, содержащие остатки циклических аминов различной природы – пирролидина, пиразола, имидазола, N-метилпиперазина, пиперидина, морфолина и исследовано их взаимодействие с DPP IV человека в комплексе с ингибитором дипротином А Ile-Pro-Ile (1WCY.pdb). На основании полученных результатов отобраны кандидаты для синтеза соответствующих амидных производных аминокислот и разработаны методы их получения. | ||
| 2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Дизайн и синтез пептидомиметиков для изучения комплексов пролинспецифичных пептидаз различного происхождения |
| Результаты этапа: Проведен дизайн и разработаны методы синтеза пептидных производных, содержащих С-концевые остатки циклических аминов различной природы – пирролидина, пиразола, морфолина, пиперидина. Полученные соединения исследованы в качестве ингибиторов различных пролинспецифичных пептидаз и показано, что ингибиторы на основе циклических аминов наиболее эффективны в отношении дипептидилпептидазы 4. Проведен дизайн и разработаны методы синтеза пролинсодержащих FRET-пептидов общей формулы Abz-X-Pro-Y-pNA, где Х = Leu, Ala, Pro; Y = Leu, Phe, Pro. Установлено, что целевые соединения являются селективными субстратами пролилолигопептидазы (ПОП). Синтезированные соединения были успешно использованы для скрининга различных фитопатогенов грибов с целью выявления пролинспецифичных эндо- и экзопептидаз. | ||
| 3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Дизайн и синтез пептидомиметиков для изучения комплексов пролинспецифичных пептидаз различного происхождения |
| Результаты этапа: Для комплексного изучения совместного действия пролин- и глутаминрасщепляющих пептидаз получены Pro- и Gln-содержащие FRET- (Fluorescence Resonance Energy Transfer) пептиды общей формулы Abz-X-Gln-Y-Pro-pNA, где X и Y – аминокислотные остатки различной природы, например, Ala, Phe, Leu. Наличие в структуре этих производных флуорогенной Abz-группы позволяет контролировать ферментативный гидролиз под действием постглутаминрасщеплящих пептидаз по возрастанию флуоресценции в результате отщепления Y-Pro-pNA. Образующийся фрагмент, в свою очередь, является субстратом пролинспецифичных экзопептидаз, ферментативную активность которых можно контролировать спектрофотометрически по отщеплению п-нитроанилина от этого дипептида. Принцип действия предложенных субстратов проверен с использованием модельных и природных ферментных систем. Продолжены исследования по разработке методов синтеза и получению серии дипептидных прозводных, содержащих D-аминокислоты и модифицированных по СООН-группе остатками циклических аминов (пирролидина, N-метилпиперазина, пиперидина, морфолина). Проведено изучение ингибирующего действия полученных в ходе выполнения проекта циклоамидов дипептидов на активность DPP4 различного происхождения. Показано, что наиболее сильное влияние на подавление активности DPP4 оказывает Ala-Pro-Pip (Pip - остаток пиперидина). | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".