Η 2-αραχιδονοϋλογλυκερόλη (2-AG) διαθέτει ένα ευρύ φάσμα φαρμακολογικών
ιδιοτήτων. Ρυθμίζει την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών, την ανάπτυξη των
καρκινικών κυττάρων και του αναλγητικού στρες και τον έλεγχο των φλεγμονών του
νευρικού συστήματος. Η λιπάση μονοακυλογλυκερόλης (MAGL) είναι το κυριότερο
ένζυμο, υπεύθυνο για το μεταβολισμό της 2-AG, μέσω της in vivo υδρόλυσης αυτής.
Μια προσέγγιση ώστε να ανακτηθούν οι φαρμακολογικές ιδιότητές της, θεωρείται η
αναστολή του ενζύμου MAGL.
Αρχικά, εκτελέστηκαν in silico πειράματα μοριακής πρόσδεσης ενώσεων με γνωστή
βιολογική δράση για να αποδειχθεί ότι τα διατιθέμενα από το εργαστήριο
λογισμικά μοριακής πρόσδεσης μπορούν να τα επικυρώσουν. Ένα πολύ σημαντικό
πρόβλημα κατά τον ορθολογικό σχεδιασμό αναστολέων της MAGL είναι η χρήση
βιολογικών πειραμάτων με διαφορετικές συνθήκες οι οποίες, ορισμένες φορές,
καταλήγουν σε αντικρουόμενα αποτελέσματα. Για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, η
σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων μοριακής πρόσδεσης επιτεύχθηκε σε
ομάδες μορίων στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν ταυτόσημες συνθήκες στα βιολογικά
πειράματα. Ένα ακόμη πρόβλημα που προέκυψε κατά την εφαρμογή των πειραμάτων,
είναι η παρουσία μόνο δύο κρυσταλλογραφικών μελετών του ενζύμου με αναστολέα
προσδεμένο σε αυτό. Αυτός ο μικρός αριθμός κρυσταλλογραφικών δεδομένων καθιστά
δύσκολη την εξερεύνηση του τρόπου με τον οποίο προσδένονται τα υπό εξέταση
ανάλογα καθώς αποδεικνύεται ότι προσεγγίζουν το καθένα με διαφορετικό τρόπο το
ενεργό ή αλλοστερικό κέντρο. Εκτός αυτού, υπάρχει διαφοροποίηση στη διαμόρφωση
της κοιλότητας του ενεργού κέντρου στο χώρο, μεταξύ της ανοιχτής και της
κλειστής μορφής του ενζύμου, οπότε έπρεπε να γίνουν πειράματα και στις δύο
μορφές για να ελεγχθούν τα αποτελέσματα.
Αφού επιτεύχθηκε επικύρωση των πειραματικών αποτελεσμάτων, εκτελέστηκε μοριακή
πρόσδεση μιας μεγάλης βάσης δεδομένων καινοτόμων δομών οι οποίες δεν έχουν
αποτιμηθεί βιολογικά. Εκείνες οι ενώσεις οι οποίες προσδέθηκαν ισχυρότερα στο
ενεργό κέντρο του υποδοχέα της MAGL εξετάστηκαν και στο ενεργό κέντρο του
υποδοχέα της FAAH ώστε να ελεγχθεί η εκλεκτικότητά τους ανάμεσα στα δύο ένζυμα.
Τα παράγωγα πυρρολιδινόνης που είχαν συντεθεί ως πιθανοί αναστολείς της ρενίνης
επέδειξαν πολύ ισχυρή πρόσδεση στη MAGL και όχι ισχυρή πρόσδεση στο ενεργό
κέντρο της FAAH, υποδεικνύοντάς τα ως υποσχόμενα εκλεκτικά μόρια.
(EL)
2-Arachidonoylglycerol (2-AG) possesses a wide range of pharmacological
properties. These include the modulation of neurotransmitter release, control
of neuro-inflammation and regulation of cancer cell growth to stress-induced
analgesia. The enzyme monoacylglycerol lipase (MAGL) plays an important role in
its metabolism by in vivo hydrolyzing it. To restore its pharmacological
properties, MAGL inhibition is considered a putative therapeutic target.
First, we have applied in silico docking experiments of compounds with known
biological activity using existing software available in our laboratory in
order to validate the reported results. One significant problem we faced
exploring the literature data is that the inhibition of MAGL enzyme has been
determined by various biological assays which in some cases lead to
controversial results. To overcome this difficulty, we have applied and
compared docking results at the molecules subjected to identical biological
assays. Another problem encountered in the application of docking studies is
the presence of only two x-ray crystallographic results in which MAGL is
co-crystallized with an inhibitor. Such a short number of crystallographic data
makes difficult the decision of the exact mode of action for novel compounds as
they are found to approach in different ways the active or allosteric sites.
Except that, there is a difference between the open and the close form of the
tunnel containing the catalytic triad, so we had to test the results in both
forms of the enzyme.
After we have validated the data with known experimental biological values, we
applied molecular docking using a data base of novel compounds that have not
been evaluated biologically. Those compounds that showed the highest score were
also docked at the enzyme FAAH to test their selectivity between the two
enzymes. The pyrrolydinone analogues that were initially synthesized as renin
inhibitors showed the highest potency towards MAGL and adequate selectivity to
FAAH, indicating that they constitute a promising class of molecules to further
explore.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
