Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/9813
Título: Design, synthesis, and evaluation of peptidyl inhibitors for clan CA and clan CD cysteine proteases
Autor: Newton, Ana Sofia
Orientador: Moreira, Rui, 1960-
Guedes, Rita C., 1973-
Palavras-chave: Teses de doutoramento - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: Cysteine Proteases play numerous indispensable roles in the biology of parasitic organisms. In general the enhanced interest in cysteine proteases is reflected in the literature since they are promising chemotherapeutic targets. The development of novel potent and selective inhibitors for cysteine proteases has therefore gained increasing attention in these last few years. The aim of this work is to discover new inhibitors of three different cysteine proteases: caspase-3, falcipain-2 and -3 (FP-2 and FP-3).To achieve our goal, a series of vinyl sulfones was synthesized and evaluated against caspases-3. Dipeptidyl derivatives were significantly superior to their counterparts containing only Asp at P1, as caspase-3 inhibitors. Fmoc-Val-Asp-trans-CH=CH-SO2Me, 134h, was the most potent inhibitor of caspase-3 in the series, with an IC50 (concentration giving 50% of parasite growth inhibition) of 29 μM and a second-order rate constant of inactivation, kinact/ki, of 1.5 M-1 s-1. Computational studies suggest that the second amino acid occupies the S3 pocket of the enzyme. In addition, Fmoc-Val-Asp-trans-CH=CH-SO2Me, 134h, was inactive for caspase-7 for the tested concentrations showing a selectivity for caspase-3.A series of aurones and benzothiophenes were also synthesized with the aim of optimizing its antiplasmodial activity, since the control of malaria continues to be challenged by increased resistance by the parasite Plasmodium falciparum to most available drugs. All the tested compounds showed modest activity, with the most active compound presenting an IC50 of 2.7 μM against P. falciparum strain W2. In the case of aurones the best candidate was 141g with an IC50 against W2 of 4.8 M and IC50 (FP-2) of 18.6 M. In the case of benzothiophenes the most active compound, 168d, presented an IC50 value of 2.7 M and 21.1 M against P. falciparum strain W2 and FP-2, respectively.Finally, a virtual screening study was performed in order to find new antimalarial drugs. We screened in silico, the ZINC database, allowing the discovery of novel scaffolds with antiplasmodial activity. A receptor-based approach was successful in| retrieving 5 active compounds (185, 187, 195, 197 and 198). The best of them, 187, presented an IC50 of 0.9 μM in vitro against P. falciparum strain W2.
As proteases de cisteína desempenham numerosos papéis indispensáveis na biologia dos organismos parasitas. O interesse neste tipo de proteases pode ser observado na literatura uma vez que eles são promissores alvos quimioterapêuticos. O desenvolvimento de novos inibidores de proteases de cisteína, potentes e seletivos, tem atraido cada vez mais atenção nestes últimos anos. Assim sendo, o trabalho aqui apresentado encontra-se direcionado para a descoberta de inibidores de três proteases de cisteína diferentes: caspase-3, falcipaina-2 e -3 (FP-2 e FP-3).Para realizar o nosso objectivo, uma série de vinil sulfonas foram sintetizadas e testadas na caspase-3. Os derivados dipeptídicos apresentaram uma atividade significativamente superior aos seus homólogos contendo apenas Asp na posição P1, como inibidores da caspase-3. Fmoc-Val-Asp-trans-CH = CH-SO2Me, 134h, mostrou ser o inibidor mais potente contra a caspase-3, com um valor IC50 de 29 μM e um coeficiente de velocidade de segunda ordem (i.e. coeficiente de inativação), kinact / ki, de 1,5 M-1 s-1. Estudos computacionais realizados, sugerem que o segundo aminoácido ocupa a posição S3 da enzima. Fmoc-Val-Asp-trans-CH = CH-SO2Me, 134h, mostrou ser inactivo para a caspase-7 nas concentrações testadas, mostrando selectividade para a caspase-3.Uma série de auronas e benzotiofenos foram também sintetizados com o objetivo de otimizar a atividade antiplasmódica, uma vez que o controle da malária continua a ser um desafio devido ao aumento da resistência do parasita P. falciparum, aos fármacos atualmente disponíveis. Todos os compostos testados apresentaram uma modesta actividade, tendo o composto mais ativo um valor IC50 de ~ 2,7 μM contra a estirpe W2 do P. falciparum. No caso dos derivados de auronas o melhor candidato foi 141g com um valor de IC50 de 4,8 M para a estirpe W2 e um valor IC50 de 18,6 M para FP-2. No caso da série de benzotiofenos sintetizados, o composto mais activo, 168d, apresentou um valor de IC50 de 2,7 M para a estirpe W2 e 21,1 M para FP-2.Finalmente, com o objectivo de encontrar novos compostos antimaláricos, foi feito um estudo de screening virtual, usando as bases de dados a base de dados Zinc,que permitiu a descoberta de novos scaffolds com atividade antiplasmódica. O screening virtual efectuado foi bem-sucedido e resultou na obtenção de 5 compostos ativos (185, 187, 195, 197 and 198). O melhor composto, 187, apresentou um valor IC50 de 0,9 μM nos ensaios in vitro para a estirpe W2 do P. falciparum.
Descrição: Tese de doutoramento, Química Farmacêutica e Terapêutica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/9813
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