Qian Wan, Yifei Qi, Ning Yin, Luhua Lai ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ & ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Discovery of Novel Allosteric Effectors Based on the Predicted Allosteric Sites for Escherichia coli D-3-Phosphoglycerate Dehydrogenase Qian Wan, Yifei Qi, Ning Yin, Luhua Lai Ζαφρανάς Αλέξανδρος | Κοντογιάννης Θεόδωρος | Πατεργιαννάκης Ιάσων-Σπυρίδων

Εικόνα 1. Τεταρτοταγής δομή της αφυδρογονάσης του D-3-φωσφογλυκερικού Εισαγωγή Εικόνα 1. Τεταρτοταγής δομή της αφυδρογονάσης του D-3-φωσφογλυκερικού http://www.ebi.ac.uk/pdbe/docs_dev/nobel2013/index.html

Εικόνα 2. Επικράτειες της PGDH Αλλοστερικές θέσεις Εικόνα 2. Επικράτειες της PGDH https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003986111003420

Δοκιμασία ενζυμικής δραστικότητας Εικόνα 3. Χημική δομή α-κετογλουταργικού Εικόνα 4. Χημικές δομές NAD+/NADH

Πειράματα ανταγωνισμού ενώσεων-υποστρώματος Συγκέντρωση ένωσης 1: 50μM Συγκέντρωση ένωσης 2: 50μM Συγκέντρωση ένωσης 3: 130μM Εικόνα 5. Συναγωνιστική και μη συναγωνιστική αναστολή ενζύμου 5

Αναγνώριση νέων ρυθμιστικών μορίων Σταθερή μείωση ενεργότητας από τις ενώσεις 1 και 2 στις συγκεντρώσεις Ένωση 1: >16μΜ Ένωση 2: >1.6μΜ 170 ενώσεις δοκιμάστηκαν 3 επηρέασαν σημαντικά την ενεργότητα της PGDH Αύξηση ενεργότητας από τις ενώσεις 1 και 2 σε χαμηλές συγκεντρώσεις Ένωση 1: 64nM έως 1.6μΜ Ένωση 2: 2nM έως 64nM Εικόνα 6: Δομές των ενώσεων 1 και 2

Πειράματα προσδιορισμού και επιβεβαίωσης των θέσεων δέσμευσης των ενώσεων 1 και 2 Ενεργό κέντρο Θέση #1 Εικόνα 7: Απεικόνιση ενεργού κέντρου (πορτοκαλί) και θέσης δέσμευσης 1 (πράσινο).

Επίδραση ενώσεων στην κινητική του ενζύμου Για συγκεντρώσεις των ενώσεων 1 και 2 από 0 έως 120μM: Μείωση της Κm Αύξηση της Kcat Αύξηση του λόγου Kcat / Km Εικόνα 8: Διαγράμματα των τιμών kcat ,Κm και kcat/Km σύμφωνα με τη συγκέντρωση των ενώσεων

Μελέτη SAR για τις ενώσεις 1 και 2 Για την ένωση 1 από τα 25 ανάλογα, τα 5 έδειξαν αναστολή Για την ένωση 2 από τα 25 ανάλογα, τα 2 έδειξαν αναστολή (ένωση 2.2 πιο δραστική από τη μητρική) Μελέτη αναλόγων για τις ενώσεις 1 και 2 Ενδογενής αλλοστερικός τροποποιητής: L-σερίνη Ανακάλυψη τριών νέων αλλοστερικών τροποποιητών και 7 αναλόγων τους για τη θέση 1 της PGDH

Μηχανισμός επίδρασης των ενώσεων στην αποτελεσματικότητα της κατάλυσης στο ενεργό κέντρο Ενίσχυση της πρόσδεσης του υποστρώματος στη γειτονική θέση Εικόνα 9: Αναπαράσταση της ενεργότητας αλλοστερικού ενζύμου

Αμινοξέα ως αναστολείς της PGDH Γλυκίνη και θρεονίνη Αναστολή του ενζύμου Eικόνα 10 : Χημικές δομές L-γλυκίνης και L-θρεονίνης

Ανακάλυψη τριών διαφορετικών αλλοστερικών θέσεων. Take Home Message Οι ενώσεις 1 και 2 έχουν την ικανότητα να λειτουργούν σαν ενεργοποιητές αλλα και αναστολέις της ενεργότητας της PGDH. Ανακάλυψη τριών διαφορετικών αλλοστερικών θέσεων. Η εύρεση αλλοστερικών παραγόντων για τη PGDH φέρει νέες δυνατότητες ρύθμισης του μεταβολικού δικτύου.