Napetostno odvisni natrijevi kanali (angl. voltage-gated sodium channels, VGSC) so zaradi širokega terapevtskega potenciala njihovih modulatorjev pomembne tarče za razvoj novih učinkovin. Nedavno smo na osnovi strukture klatrodina odkrili nov tip modulatorjev VGSC, selektivnih na različne podtipe natrijevih kanalov. Spojini I in II smo uporabili kot izhodišči za farmacevtsko-kemijsko optimizacijo z dvema različnima študijama virtualnega rešetanja na osnovi strukture liganda in na ta način prišli do novih modulatorjev VGSC. Z iskanjem spojin podobnih spojini I v bazi podatkov ZINC, smo prišli do petih novih modulatorjev kanalov Nav1.3 in Nav1.7 z učinkom odvisnim od stanja kanala, z izboljšano aktivnostjo od spojine I (IC50 ( 20 µM). Odkrili smo, da spojini 2 in 16 zavirata pretok ionov skozi kanal Nav1.7 z IC50 vrednostma 7 in 9 µM, s čemer se uvrščata med najaktivnejše do danes odkrite analoge klatrodina. V primeru spojine II, je iskanju na podlagi 3D podobnosti s spojinami v bazi podatkov ZINC sledilo sidranje obogatene knjižnice spojin v homologni model odprte pore človeškega kanala Nav1.4. Čeprav sta spojini 31 in 32 izkazovali 21% oz. 22% zaviranje toka natrijevih ionov skozi človeški kanal Nav1.4, nobena izmed izbranih spojin ni izkazovala močnejšega delovanja od spojine II. Za zaključek, v opisani študiji smo s pomočjo virtualnega rešetanja odkrili spojini 2 in 16, ki predstavljata nov strukturni tip modulatorjev človeških natrijevih kanalov Nav1.7.
COBISS.SI-ID: 3577713
Morski alkaloid klatrodin, na podlagi nekaterih literaturno dostopnih podatkov izkazuje modulatorno delovanje na napetostno odvisne natrijeve (NaV) kanale. Zaradi velike potrebe po novih majhnih molekulah, ki bi delovale na NaV kanale klatrodin tako predstavlja zanimivo izhodno spojino za načrtovanje novih biološko aktivnih spojin. V tej študiji smo ponovno ovrednotili delovanje klatrodina na NaV kanele in preučili selektivnost njegovega delovanja na različne podtipe teh kanalov. Klatrodin in serijo njegovih analogov smo testirali na različnih izoformah NaV kanalov s pomočjo t.i. »patch clamp« in »voltage clamp« tehnik. Kljub temu, da klatrodin ni izkazoval aktivnosti, je bila aktivnost nekaterih njegovih analogov dokaz, da so alkaloidi z 2-aminoimidazolno strukturo lahko dobra osnova za nadaljnji razvoj majhnih molekul z modulatornih delovanjem na NaV kanale.
COBISS.SI-ID: 3629681
Napetostno odvisni natrijevi kanali imajo ključno vlogo pri prevajanju električnih signalov po živčnih celicah, nepravilnosti v njihovem delovanju pa so pogosto vzrok za številna nevrološka obolenja. Na podlagi strukture morskega alkaloida klatrodina smo načrtovali in sintetizirali serijo osemindvajsetih analogov in ovrednotili njihov vpliv na blokado človeških kanalov NaV1.3, NaV1.4 in NaV1.7 ter njihovo selektivnost nasproti kanalu NaV1.5, ki se nahaja v srčni mišici. Meritve smo izvedli z avtomatizirano elektrofiziološko tehniko »patch clamp«. Številne testirane spojine so izkazovale obetavne zaviralne aktivnosti na različne podtipe NaV kanalov v srednjem mikromolarnem območju, nekatere izmed testiranih spojin pa so izkazovale tudi zmerno selektivno delovanje na različne podtipe NaV kanalov. Najobetavnejše zaviralne aktivnosti smo dosegli na kanalu NaV1.3, na katerem so imele štiri spojine IC50 vrednosti manjše od 15 µM. Vse testirane spojine so se vezale na odprto inaktivirano obliko kanalov in so tako izkazovale od stanja kanala odvisno delovanje. Naši rezultati dokazujejo, da predstavljajo spojine morskega izvora dobro izhodišče za načrtovanje novih učinkovin, pripravljeni analogi klatrodina pa so dobra osnova za razvoj selektivnih modulatorjev NaV kanalov.
COBISS.SI-ID: 3585905
Morski organizmi so bogat vir sekundarnih metabolitov ki lahko sami po sebi služijo kot spojine vodnice pri razvoju novih učinkovin, ali pa predstavljajo navdih za nova strukturna ogrodja pri razvoju biološko aktivnih spojin. Sintetizirali smo morska alkaloida klatrodin in oridin, prvotno izolirana iz spužev rodu Agelas, ter ovrednotili njuno protibakterijsko aktivnost na treh bakterijskih (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus in Escherichia coli) in enem glivnem sevu (Candida albicans). Oroidin je izkazoval obetavne aktivnosti na grampozitivnih sevih, zato smo v nadaljevanju pripravili 34 njegovih analogov in jih mikrobiološko ovrednotili. Izmed testiranih spojin, jih je 12 izkazovalo )80% zaviranje rasti najmanj enega seva mikroorganizmov pri 50 µM koncentraciji. Najaktivnejši je bil analog 6h, z 12.5 µM minimalno zaviralno koncentracijo (MIC90) proti obema grampozitivnima bakterijama in 50 µM minimalno zaviralno koncentracijo proti grampozitivni bakteriji E. coli. Za izbrane spojine smo določili tudi selektivnostne indekse, t.j. razmerja v aktivnosti spojin na celice bakterij S. aureus in sesalske celice. Selektivnostni indeks za spojino 6h je znašal 2.9.
COBISS.SI-ID: 3602801
Morski alkaloidi klatrodin, oroidin in himenidin imajo številne opisane biološke učinke. V tej študiji opisujemo načrtovanje knjižnice njihovih analogov in vrednotenje njihovega proapoptotočnega delovanja na celicah človeškega jetrnega karcinoma (HepG2) in celicah akutne monocitne levkemije (THP-1). S pomočjo rezultatov presejalnega testiranja 96 spojin na celicah HepG2 smo določili ključne strukturne elemente in fizikalno-kemijske lastnosti, ki so pomembni za proapoptotično delovanje. Kot najaktivnejši induktorji apoptoze so se izkazali indolni analogi 24c, 28c, 29c in 34c z EC50 vrednostmi v nizkem mikromolarnem območju. Analiza celičnega cikla je potrdila, da spojine 24c, 28c, 29c in 34c inducirajo apoptozo celic THP-1 v 25 µM koncentraciji, s čemer predstavljajo te spojine dobro izhodišče za razvoj protirakavih učinkovin.
COBISS.SI-ID: 3697265