Οι αμινοπεπτιδάσες του ενδοπλασματικού δικτύου ERAP1 και ERAP2 (ERAP) καθώς και
μια τρίτη ομόλογη αμινοπεπτιδάση, η αμινοπεπτιδάση που ρυθμίζεται από την
ινσουλίνη (IRAP), παίζουν σημαντικό ρόλο στην επιλογή και παραγωγή του
ρεπερτορίου των πεπτιδίων προς αντιγονοπαρουσίαση. Οι συγκεκριμένες
αμινοπεπτιδάσες υδρολύουν πρόδρομα αντιγονικά πεπτίδια εκτεταμένα στο Ν-τελικό
άκρο τους σε ώριμους επιτόπους (8-9 αμινοξέων). Η παραγωγή ώριμων επιτόπων με
το κατάλληλο μήκος αποτελεί προϋπόθεση για την πρόσδεση των πεπτιδίων αυτών σε
μόρια ιστοσυμβατότητας MHC I. Τα τρία ένζυμα ανήκουν στην οικογένεια
αμινοπεπτιδασών Μ1, και συγκεκριμένα στην «υποοικογένεια ωκυτοκινασών».
Επιπλέον, έχει αποδειχθεί ότι οι τρεις αμινοπεπτιδάσες συμβάλλουν τόσο στη
δημιουργία αντιγονικών πεπτιδίων όσο και στην καταστροφή τους, μια ιδιότητα που
τους προσδίδει ρυθμιστικό ρόλο στην αντιγονοπαρουσίαση. Σε πρόσφατες μελέτες,
διαπιστώθηκε πως αλλαγές στη δραστικότητα των ERAP επηρέασαν το ρεπερτόριο των
αντιγονικών πεπτιδίων που παρουσιάζονταν στην επιφάνεια των κυττάρων από τα
μόρια MHC I, με επιπτώσεις στην αναγνώρισή τους από τα φυσικά κύτταρα
δολοφόνους του ανοσοποιητικού συστήματος (κύτταρα NK) καθώς και τα CD8+ T
κύτταρα. Τέλος, τα τελευταία χρόνια γενετικοί πολυμορφισμοί των ERAP1 και ERAP2
έχουν συσχετισθεί με διάφορες ανθρώπινες ασθένειες όπως ιικές λοιμώξεις,
αυτοάνοσα νοσήματα αλλά και με τον καρκίνο. Επίσης, πειραματική μελέτη όπου
χρησιμοποιήθηκε ERAP μυός (ERAP1 αντίστοιχα στον άνθρωπο) έδειξε για πρώτη φορά
πως η ERAP 1 εμπλέκεται στη ρύθμιση της ογκογένεσης.
Αξιολογώντας τα παραπάνω δεδομένα, χρησιμοποιώντας μια εκλογικευμένη με βάση τη
δομή προσέγγιση και αξιοποιώντας τις δομικές και βιοχημικές αναλύσεις για τα
ένζυμα αυτά, σχεδιάστηκαν και αξιολογήθηκαν τόσο in vitro όσο και σε κυτταρικές
δοκιμασίες δύο κατηγορίες χημικών ενώσεων ως πιθανοί αναστολείς για τα ένζυμα
αυτά. Μέσω της εργασίας μας προτείνουμε τους δραστικότερους αναστολείς που
έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής για τις ERAP1/ERAP2 με σημαντική βιολογική επίδραση.
Επιπλέον, προτείνουμε μια νέα κατηγορία χημικών ενώσεων ως αναστολείς για τις
τρεις αμινοπεπτιδάσες με ασθενέστερη επίδραση άλλα υψηλότερο βαθμό
εκλεκτικότητας. Οι δύο κατηγορίες χημικών ενώσεων που προτείνουμε αποτέλεσαν
βιολογικά δραστικές ενώσεις, οπότε είναι πιθανό να βρουν διάφορες βιολογικές
εφαρμογές στη ρύθμιση τόσο της επίκτητης όσο και της έμφυτης ανοσοαπόκρισης ή
ακόμα να αποτελέσουν μια εναλλακτική προσέγγιση στη θεραπεία αυτοανοσίας ή του
καρκίνου.
(EL)
The endoplasmic reticulum aminopeptidases ERAP1 and ERAP2 as well as
insulin-regulated aminopeptidase, IRAP, process antigenic epitope precursors
for loading onto MHC class I molecules and in this context regulate the
adaptive immune response. These aminopeptidases hydrolyze amino acids from
N-terminally extended precursors of antigenic peptides in order to generate the
correct length epitopes for binding onto MHC class I molecules. The three
enzymes belong to the oxytocinase sub-family of M1 aminopeptidases. Although
these enzymes have the ability to generate mature antigenic peptides, they can
also destroy many of them, a unique characteristic that allows them to play an
editing as well as a regulatory role in antigen presentation. Recent studies
have shown that changes in ERAPs activity greatly affect the repertoire of
antigenic peptides presented on the cell surface bound onto MHC I molecules and
impact their recognition by Natural killer cells (NK cells) as well as by CD8+
T-cells. Furthermore, polymorphisms in ERAP1/ERAP2 have been associated with
human diseases such as autoimmunity, viral infections and cancer.
We utilized a rational, structure-inspired approach, exploiting recent
structural and biochemical analysis of these enzymes, to design and evaluate in
vitro two series of chemical compounds as putative inhibitors for this class of
enzymes. This work led to the discovery of phosphinic pseudopeptides that
constitute the most potent known inhibitors for ERAP1 and ERAP2. Furthermore,
we demonstrate that 3,4-diaminobenzoic acid derivatives can also act as
inhibitors of the three aminopeptidases, with lower potency but with promising
selectivity profiles. Both categories of compounds were active in cellular
assays and may therefore be useful for developing therapeutic applications in
the control of inflammatory disease or cancer.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
