Zāļu vielu izstrāde selektīvai kadherīnu trans-dimerizācijas kontrolei

Projekta Nr.
1.1.1.5/21/A/002
Projekta īstenošanas vieta
Latvijas Organiskās sintēzes institūts, Aizkraukles iela 21, Rīga
Projekta realizēšanas laiks
01.07.2021. – 30.06.2023.
Projekta vadītājs
Dr. Teodors Panteļejevs
Projekta kopējās izmaksas
140 202,24 EUR (ERAF finansējums – 119 171,89 EUR)
Projekta mērķis

Izstrādāt jaunus, selektīvus N-kadherīna, VE-kadherīna un kadherīna-11 trans-dimerizācijas inhibitorus.

Galvenās projekta darbības:
  • kristālogrāfiska, FBDD skrīninga platformas izveide;
  • fragmentu skrīnings un validācija;
  • fragmentu izstrāde;
  • ar kadherīniem saistīties spējīgu ciklisku peptīdu izstrāde;
  • fragmentu pieejas vadīta peptīdu izstrāde;
  • šūnu adhēzijas un šūnu proliferācijas testi.

Projekts sniegs būtisku ieguldījumu molekulārajā metožu kopumā, kas pieejams šūnas–šūnas adhēzijas kontrolei, tieši ietekmējot kadherīnu trans-dimerizācijas norisi. Pētījumā iegūtie rezultāti tiks izmantoti, lai demonstrētu kadherīnu selektīvu inhibitoru nozīmību zinātnes un veselības aprūpes jomās. Kadherīnu trans-dimerizācijas modulatoru izstrāde nodrošinātu jaunus zāļu vielām līdzīgus preparātus.

Publicēts 14.07.2021.

Projekta darbības uzsāktas 01.07.2021.

  • Tika veikts vairāku kadherīnu saimes proteīnu konstruktu dizains ar mutācijām, kas piemērotas strukturāliem un biofiziskiem pētījumiem.
  • Iegūts sintētisks DNS, kas kodē šos kadherīnu konstruktus, un klonēts dažādos ekspresijas vektoros. Veikti ekspresijas testi ar šiem kadherīnu konstrukiem, izmēģinot dažādus vektorus, bakteriju šķirnes un ekspresijas apstākļus.
  • Vienam no proteīniem tika optimizēta attīrīšanas pieeja un tas iegūts 10+ miligramu daudzumā.
  • Veikts iegūtā kadherīna kristalogrāfisks skrīnings ar mērķi iegūt tā kristālus turpmākiem difrakcijas pētījumiem

Publicēts: 01.10.2021.

  • Iegūti viena kadherīnu saimes proteīna kristāli dažādos kristalizācijas apstākļos. Iegūta šī proteīna kristālu pilna difrakcijas aina SLS (Swiss Light Source) sinhrotronā, kā rezultātā aprēķināta tā struktūra.
  • Uzsākta fāgu displeja bibliotēku sagatavošana.
  • Optimizēta attīrīšanas pieeja vēl vienam kadherīna konstruktam.
  • Ar vienu no kadherīnu proteīniem izmēģināts maza izmēra fragmentu bibliotēkas skrīnings, izmantojot kodolmagnētisko rezonansi (KMR).
Publicēts: 31.12.2021.

  • Veikta attīrīšana vēl diviem kadherīnu saimes proteīniem.
  • Veikts fragmentu saistības skrīnings ar vienu no kadherīniem, izmantojot differential scanning fluorimetry (DSF) metodi.
  • Vairāki fragmentu hiti aizsūtīti biofizikālu testu veikšanai uz Creoptix AG (Šveice), lai noskaidrotu to saistības parametrus.
  • Iegūti viena kadherīna atvērtās formas (X-dimer) kristāli. Uzsākta šo kristālu optimizācija. Vairākiem kristāliem iegūtas difrakcijas ainas sinhrotronā (SLS, Villigen, Šveice).
  • Uzsākti fragmentu hitu testi, izmantojot izotermālo kalorimetriju (ITC).
  • Pie projekta izpildes piesaistīts maģistrantūras students.
Publicēts: 31.03.2022.

  • Apvienojot ortogonālas biofizikālas metodes, identificēti vairāki mazmolekulu fragmenti, kas saistās ar vienu no kadherīnu saimes proteīniem.
  • Iegūta šī kadherīna X-dimēra augstas izškirtspējas (2.0 Å) struktūra ar atvērtu triptofāna saistības kabatu. Struktūra parāda, ka šie kristāli var tikt izmantoti mazmolekulu mērcēšanas eksperimentiem.
  • Veikti kadherīna X-dimēra kristālu mērcēšanas eksperimenti ar identificētajiem fragmentiem un kristāli sasaldēti sūtīšanai uz sinhrotronu.
  • Iegūta kovalenti modificētus cisteīnus saturoša fāgu displeja bibliotēka ar augstu titru. Šī bibliotēka tiks izmantota peptīdu saistības selekcijai.
Publicēts: 30.06.2022.

  • Veikta fragmentos mērcētu kadherīna kristālu difrakcijas ainu iegūšana sinhrotronā. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, veikta mērcēšanas apstākļu optimizācija ar jauniem kristāliem, kam arī iegūti difrakcijas dati.
  • Uzsākts fragmentu kristalogrāfiskais skrīnings ar savienojumu kokteiļiem. Mērcētie kristāli sasaldēti un sagatavoti sūtīšanai uz sinhrotronu.
  • Noteiktas selektēto fāgu sekvences, kas iegūtas fāgu displeja eksperimentos ar kadherīniem.
  • Rezultāti prezentēti Starptautiskā OSI rīkotā konferencē - Drug Discovery Conference, postera formātā, par ko iegūta postera balva strukturālās bioloģijas kategorijā.
  • Iesniegts pieteikums XChem infrastruktūras izmantošanai Diamond Light Source sinhrotronā, lai veiktu lielas caurlaidspējas kristaligrāfisko fragmentu skrīningu.
Publicēts: 30.09.2022.

  • Veikta fragmentu kokteiļos mērcētu kristālu difrackcijas ainu iegūšana sinhrotronā (Diamond Light Source, Oksforda), izmantojot “serial crystallography” jeb pilnībā automatizētu kristalogrāfiju. Kopumā iegūtas 50 augstas izšķirtspējas datu kopas.
  • Veikta šo kristāldifrakcijas datu analīze izmantojot Pandda algoritmu (doi: 10.1038/ncomms15123), kas ļauj noteikt vāju fragmentu saistību. Turpinās izrēķināto elektronu blīvumu karšu analīze.
  • Iegūts pozitīvs vērtējums XChem skrīninga pieteikumam.
  • Veikta ciklisku peptīdu pull-down analīze ar vienu no kadherīna apakštipiem.

Publicēts: 31.12.2022.