k = Ae -E a/rt Teoria stanu przejściowego Podstawy projektowania leków wykład Łukasz Berlicki

Podobne dokumenty
Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

Podstawy projektowania leków wykład 4

Reakcje enzymatyczne. Co to jest enzym? Grupy katalityczne enzymu. Model Michaelisa-Mentena. Hamowanie reakcji enzymatycznych. Reakcje enzymatyczne

Podstawy projektowania leków wykład 6

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

Wykład 2. Kinetyka reakcji enzymatycznych.

Chemiczne składniki komórek

STRESZCZENIE ROZPRAWY DOKTORSKIEJ. In search of substrates and inhibitors of human cathepsin C. Design, chemical synthesis and biological studies

Przegląd budowy i funkcji białek

Spis treści. 1. Wiadomości wstępne Skład chemiczny i funkcje komórki Przedmowa do wydania czternastego... 13

ULOTKA DLA PACJENTA: INFORMACJA DLA UŻYTKOWNIKA. Należy zapoznać się z treścią ulotki przed zastosowaniem leku.

Podstawy projektowania leków wykład 12

Informacje. W sprawach organizacyjnych Slajdy z wykładów

Podstawy projektowania leków wykład 13

cz. III leki przeciwzapalne

Inhibitory enzymu konwertującego angiotensyny w prewencji ostrych zespołów wieńcowych

Leki przeciwzapalne. Niesteroidowe (NSAID nonsteroidal. Steroidowe

21. Wstęp do chemii a-aminokwasów

etyloamina Aminy mają właściwości zasadowe i w roztworach kwaśnych tworzą jon alkinowy

Wydział Zdrowia Publicznego, Kierunek DIETETYKA, Studia I stopnia stacjonarne I rok, Rok akademicki 2013/2014

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

Mechanizmy działania i regulacji enzymów

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Oznaczanie aktywności proteolitycznej trypsyny Zajęcia 3-godzinne część A, zajęcia 4-godzinne część A i B

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

I. Cukrzycowa choroba nerek (nefropatia cukrzycowa)

Układ wydalniczy (moczowy) Osmoregulacja to aktywne regulowanie ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych w celu utrzymania homeostazy.

46 i 47. Wstęp do chemii -aminokwasów

Łódź Łódź, ul. Żeromskiego 116 Prof. dr hab. inż. Aleksandra Olma

Ostre Zespoły Wieńcowe znaczenie leczenia przeciwpłytkowego, możliwości realizacji w polskich warunkach

KURS PATOFIZJOLOGII WYDZIAŁ LEKARSKI

Szanowny Panie Dziekanie, Profesorze Stepnowski, Szanowni Członkowie Rady Wydziału,

Nowe leki w terapii niewydolności serca.

Program zajęć z biochemii dla studentów kierunku weterynaria I roku studiów na Wydziale Lekarskim UJ CM w roku akademickim 2013/2014

Kinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz

KURS PATOFIZJOLOGII WYDZIAŁ LEKARSKI

Leczenie cukrzycy typu 2- nowe możliwości

Farmakogenetyka. Autor: dr Artur Cieślewicz. Zakład Farmakologii Klinicznej.

Struktura biomakromolekuł chemia biologiczna III rok

A. B. Co warto wiedzieć o aminokwasach?

Enzymy katalizatory biologiczne

Profil metaboliczny róŝnych organów ciała

OSMOREGULACJA I WYDALANIE

Enzymologia SYLABUS A. Informacje ogólne

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Karoliny Grabowskiej zatytułowanej Cykliczne peptydy o aktywności antyangiogennej

3. Badanie kinetyki enzymów

Wykład 21 XI 2018 Żywienie

Podstawy projektowania leków wykład 1

VI.2 Podsumowanie planu zarządzania ryzykiem dla produktu Zanacodar Combi przeznaczone do publicznej wiadomości

Wydział Przyrodniczo-Techniczny UO Kierunek studiów: Biotechnologia licencjat Rok akademicki 2009/2010

Dr hab. Elżbieta Jankowska

FARMAKOTERAPIA NADCIŚNIENIA TĘTNICZEGO. Prof. dr hab. Jan J. Braszko Zakład Farmakologii Klinicznej UMB

Chemia ogólna nieorganiczna Wykład XII Kinetyka i statyka chemiczna

fermentacja alkoholowa erozja skał lata dni KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU KSZTAŁT BIAŁEK.

6.2. Podsumowanie planu zarządzania ryzykiem dotyczącego produktu leczniczego DUOKOPT przeznaczone do wiadomości publicznej

Tematy prac magisterskich w r. akad. 2012/2013 dla studentów specjalności

Struktura i funkcja białek (I mgr)

Budowa aminokwasów i białek

Modelowanie molekularne w projektowaniu leków

Sylabus - Biochemia. 1. Metryczka FARMACEUTYCZNY Z ODDZIAŁEM MEDYCYNY LABORATORYJNEJ. Nazwa Wydziału:

The influence of N-methylation on conformational properties of peptides with Aib residue. Roksana Wałęsa, Aneta Buczek, Małgorzata Broda

Modelowanie molekularne

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

Fizjologia człowieka

O C E N A rozprawy doktorskiej mgr Pauliny Fortuny pt. Projektowanie i synteza inhibitorów oddziaływania białko-białko dla układów

Leki chemiczne a leki biologiczne

Bliskie spotkania z biologią METABOLIZM. dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW. Instytut Biologii Eksperymetalnej, Zakład Biochemii i Biologii Komórki

Co może zniszczyć nerki? Jak żyć, aby je chronić?

Ceny oczekiwane w rodzaju: leczenie szpitalne - programy zdrowotne (lekowe) obowiązujące od r. Cena Oczekiwana

TADALIS 20mg tabletki powlekane tadalafil

Leczenie i rokowanie w zakażeniach HIV. Brygida Knysz Polskie Towarzystwo Naukowe AIDS

Podkowiańska Wyższa Szkoła Medyczna im. Z. i J. Łyko. Syllabus przedmiotowy 2016/ /2019

BIOLOGICZNE MECHANIZMY ZACHOWANIA II

LEKI CHEMICZNE A LEKI BIOLOGICZNE

PODSTAWY PATOFIZJOLOGICZNE

starszych na półkuli zachodniej. Typową cechą choroby jest heterogenny przebieg

Sirtuiny - eliksir młodości nowej generacji?

Doustne środki antykoncepcyjne a ryzyko wystąpienia zakrzepicy. Dr hab. Jacek Golański Zakład Zaburzeń Krzepnięcia Krwi Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Akademia Ciekawej Chemii II edycja (2010/2011) Wykaz zagadnień do Konkursu Chemicznego

Przegląd wiedzy na temat leku Simponi i uzasadnienie udzielenia Pozwolenia na dopuszczenie do obrotu w UE

[Version 7.1,10 /2006] CHARAKTERYSTYKA PRODUKTU LECZNICZEGO WETERYNARYJNEGO. DNO ff80e0c6ef / 1.0,CURRENT Public Valid 1 / 5

Antyoksydanty pokarmowe a korzyści zdrowotne. dr hab. Agata Wawrzyniak, prof. SGGW Katedra Żywienia Człowieka SGGW

Badanie oddziaływania polihistydynowych cyklopeptydów z jonami Cu 2+ i Zn 2+ w aspekcie projektowania mimetyków SOD

Nitraty -nitrogliceryna

SYLABUS: BIOCHEMIA. 1. Metryczka. Nazwa Wydziału:

SYNTEZA FLUOROMETYLENOWYCH POCHODNYCH ESTRU KWASU FOSFONOWEGO JAKO ACYKLICZNYCH ANALOGÓW NUKLEOTYDÓW

Podziały. ze względu na budowę: - proste - złożone z grupą prostetyczną - z koenzymem

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU.

Scyntygrafia nerek. Zakład Medycyny Nuklearnej SP CSK Warszawa

Lek od pomysłu do wdrożenia

Ćwiczenia - II rok Analityki Medycznej i Farmacji

erozja skał lata KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

Aktualne spojrzenie na układ RAA i inne uwarunkowania nadciśnienia tętniczego krwi w PChN

Metabolizm białek. Ogólny schemat metabolizmu bialek

(+) ponad normę - odwodnienie organizmu lub nadmierne zagęszczenie krwi

Czy jest możliwe skuteczne leczenie cukrzycy w grupie chorych otyłych ze znaczną insulinoopornością?

BIAŁKA KATALITYCZNE ENZYMY ENZYMOLOGIA

Transkrypt:

odstawy projektowania leków wykład 8 Łukasz Berlicki Teoria stanu przejściowego Stan przejściowy stan o najwyŝszej energii potencjalnej znajdujący się na ścieŝce reakcji. Energia aktywacji róŝnica energii pomiędzy substratami a stanem przejściowym. Wpływa na szybkość reakcji (k) równanie Arreniusa. k = Ae -E a/rt 1

Enzymy Zwiększenie szybkości reakcji (k cat /k non ) uzyskiwane przez enzymy jest w zakresie: 10 7-10 19. ADC = arginine decarboxylase; DC = orotidine 5 -phosphate decarboxylase; STN = staphylococcal nuclease; GLU = sweet potato alpha-amylase; FUM = fumarase; MAN = mandelate racemase; E = carboxypeptidase B; CDA = E. coli cytidine deaminase; KSI = ketosteroid isomerase; CMU = chorismate mutase; CAN =carbonic anhydrase. Kataliza enzymatyczna Linus auling zaproponował, Ŝe efektywność działania enzymów wynika z wiązania stanu przejściowego. 2

Kataliza enzymatyczna Zmniejszenie energii stanu przejściowego wynika z jego efektywnego wiązania przez enzym. Substraty i produkty są wiązane z znacząco mniejszą energią. Analogi stanu przejściowego Analogi stanu przejściowego (transition state analogues) związki wykazujące cechy strukturalne i elektronowe podobne do stanu przejściowego. Enzymy wiąŝą stan przejściowy, NIE substraty lub produkty Analogi stanu przejściowego są wiązane ze znacznie wyŝszą energią w porównaniu do substratów/produktów i ich analogów. Analogi stanu przejściowego są dobrymi inhibitorami. 3

Stan przejściowy vs produkt przejściowy Mechanizm reakcji hydrolizy wiązania amidowego najczęściej zakłada dwa stany przejściowe. Analogi stanu przejściowego Zalety: wysoka energia wiązania wysoka aktywność inhibitorowa; wysoka specyficzność; proste projektowanie przy znanej strukturze stanu przejściowego. Wady: mechanizm reakcji enzymatycznej nie zawsze jest znany; często bardzo trudno określić strukturę stanu przejściowego; analogi stanu przejściowego nie zawsze mają charakterystykę niezbędną dla leku (farmakokinetyka, farmokodynamika, etc.). 4

Regulacja ciśnienia krwi Ciśnienie krwi jest precyzyjnie regulowane poprzez współdziałanie wielu organów oraz działanie kilku hormonów. Angiotensyna II zwiększa ciśnienie krwi i powoduje wydzialenie aldosteronu. Bradykinina zmniejsza ciśnienie krwi. Układ renina-angiotensyna-aldosteron Renina jest wydzielana w naczyniach krwionośnych w nerkach i hydrolizuje angiotensynogen. Angiotensyna I jest przekształcana w angiotensynę II przez ACE. Angiotensyna II jest hormonem o silnym działaniu zwiększającym ciśnienie krwi. Renina i ACE są celami molekularnymi dla leków na nadciśnienie tętnicze. D R V Y I H F H L L V Y S Angiotensynogen D R V Y I H F H L Angiotensyna I D R V Y I H F Angiotensyna II renina Enzym Konwertujący Angiotensynę (ACE) 5

Bothrops jararaca śararaka jest jednym z najbardziej jadowitych węŝy na świecie. śyje w Ameryce ołudniowej. Znacząca część leczonych ukąszeń w Ameryce ołudniowej związana jest z Ŝararaką. Jad Ŝararaki powoduje bardzo szybki spadek ciśnienia krwi. eptydy z jadu Ŝararaki W jadzie Ŝararaki znajduje się mieszanina peptydów, które hamują aktywność enzymu konwertującego angiotensynę (ACE). Aktywnym motywem tych peptydów jest sekwencja Trp-Ala-ro. B5 6

Inhibitory ACE eptydy nie są dobrymi kandydatami na leki, poniewaŝ nie mogą być podawane doustnie. ierwszym inhibitorem ACE zatwierdzonym jako lek był kaptopril. kaptopril Inhibitory ACE pracowano duŝą liczbę inhibitorów ACE, z których kilkanaście było przedmiotem badań klinicznych. Większość ma dwa charakterystyczne elementy strukturalne: analog proliny i homofenyloalaniny. 7

Inhibitory ACE Fosinoprilat jest analogiem produktu przejściowego reakcji enzymatycznej. Fosinopril jest prolekiem. Grupa blokująca funkcję fosfinową jest hydrolizowana in vivo. fosinopril roteaza HIV roteaza aspartylowa rzecina łańcuch polipeptydowy aby otrzymać białka niezbędne do stworzenia dojrzałego wirusa. Dimer, dwa łańcuchy 99 reszt aminokwasowych Symetria C 2 Dwie triady katalityczne Asp25-Thr26-Gly27 Najefektywniej przecina wiązanie peptydowe he-ro lub Tyr-ro 8

roteaza HIV Inhibitory proteazy HIV na rynku 9

Inhibitory proteazy HIV Konformacja i potencjał elektrostatyczny inhibitora proteazy HIV i stanu przejściowego TS3. Inhibitory proteazy HIV Dokładna analiza ścieŝki reakcji pokazała, Ŝe sposób wiązania inhibitorów HIV jest inny niŝ stanu przejściowego. 10

Syntetaza glutaminy H + NH + GS 4 + AT + AD + 4 3- H H Syntetaza glutaminy(gs, EC 6.3.1.2) jest kluczowym enzymem metabolizmu azotu. Struktura enzymu 11

struktura enzymu eukariotycznego miejsce aktywne AT miejsce Active aktywne site glutaminian glutamate dokowanie structure anchoring in w następnej next subunit jednostce 12

mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. N N H H N N mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. N N H H N N 13

mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. NH 4 N N H H N N mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. 14

mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. 15

mechanizm reakcji Mechanizm reakcji syntetazy glutaminianowej jest wieloetapowy. zastosowanie inhibitorów GS potencjalne leki przeciw gruźlicy, 16

zastosowanie inhibitorów GS Gruźlica znane inhibitory H S NH H S H S NH2 H H H NH NH H H H H H H H 2 N H H H H H NH H H N H H 17

mechanizm inhibicji H H GS / AT GS / H H H H GS / AT H H + rodukt przejściowy reakcji enzymatycznej mechanizm inhibicji Mechanizm inhibicji syntetazy glutaminianowej przez fosfinotricynę opiera się na fosforylacji inhibitora w miejscu aktywnym. N N H H N N 18

mechanizm inhibicji Mechanizm inhibicji syntetazy glutaminianowej przez fosfinotricynę opiera się na fosforylacji inhibitora w miejscu aktywnym. N N H H N N mechanizm inhibicji Mechanizm inhibicji syntetazy glutaminianowej przez fosfinotricynę opiera się na fosforylacji inhibitora w miejscu aktywnym. 19

struktury inhibitorów - + S N 3 2- - + 3 2- - + H 3 2- - S 2-3 NH + H - N 2-3 + otencjał elektrostatyczny na powierzchni inhibitorów. rodukt przejściowy reakcji enzymatycznej Fosforylaza nukleozydów purynowych Fosforylaza nukleozydów purynowych (N) katalizuje reakcję rozpadu nukleozydów od odpowiednich zasad i1-fosforybozy. Wrodzone uszkodzenie tego enzymu powoduje brak odporności spowodowany apoptozą limfocytów T. N jest celem molekularnym dla leków na choroby, których rozwój związany jest z limfocytami T. 20

Fosforylaza nukleozydów purynowych Inhibitory N są potencjalnymi lekami na: ostrą białaczkę szpikową (Tkomórkową), chłoniaka skórnego (Tkomórkowego) łuszczycę, reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń układowy rumieniowaty, chorobę Crohna, cukrzycę typu I, dna moczanowa. Fosforylaza nukleozydów purynowych Mechanizm reakcji enzymatycznej N 21

Analog stanu przejściowego Wysokoaktyny analog stanu przejściowego skonstruowany na podstawie analizy stanu przejściowego. Analog stanu przejściowego Inhibitor N (immucylina) jest w trakcie badań klinicznych jako lek na białaczkę. oniewaŝ aktywność inhibitorowa była wyŝsza dla enzymu wołowego, przeprowadzono takŝe analizę stanu przejściowego dla enzymu ludzkiego (bardzo podobnego strukturalnie). Immucylina 22

Mechanizm reakcji N ludzkiego Wykazano, Ŝe stan przejściowy dla enzymu ludzkiego jest inny niŝ wcześniej zbadany dla enzymu wołowego. Immucylina DADMe-Immucylina Substrat, stan przejściowy i analogi substrat Immucylina substrat Immucylina DADMe-Immucylina TS DADMe-Immucylina TS 23

Fosforylaza nukleozydów purynowych DADMe-Immucylina jest analogiem stanu przejściowego reakcji katalizowanej przez ludzki enzym. Wykazuje niezwykle wysoką aktywność inhibitorową (9 pm). DADMe-Immucylina jest przedmiotem badań klinicznych jako lek na dnę moczanową. odsumowanie Analogi stanu przejściowego są bardzo efektywnymi inhibitorami enzymów. Nie zawsze łatwo znaleźć prawdziwe analogi stanu przejściowego. 24