Penicilin vezoči proteini (PBP) predstavljajo validirano, dobro uveljavljeno in še vedno zelo obetavno tarčo za razvoj novih antibiotikov. Še posebej je pomembna transglikozilazna domena PBP, saj ima bistveno vlogo pri zunajceličnih stopnjah biosinteze peptidoglikana. Katalizira namreč polimerizacijo sladkornih verig peptidoglikana, pri čemer kot substrat uporablja lipid II, ki je hkrati osnovni gradnik te biološke makromolekule. Na osnovi predhodno odkritega zaviralca transglikozilazne aktivnosti smo sistematično raziskali odnos med strukturo in delovanjem spojin s triptaminskim skeletom. Glavni cilj je bil zmanjšanje nespecifičnega citotoksičnega delovanja začetne spojine in hkrati ohraniti mehanizem protibakterijskega delovanja. Tako smo sintetizirali, karakterizirali in biokemijsko ovrednotili usmerjeno knjižnico strukturno sorodnih spojin z osnovnim triptaminskim obročem. Predstavljeni rezultati kažejo uspešno zmanjšanje nespecifičnega citotoksičnega delovanja, ohranitev zaviranja transglikozilazne encimske aktivnosti in hkrati tudi sposobnost teh spojin, da se vežejo na lipid II in izkazujejo dobro protibakterijsko delovanje.
COBISS.SI-ID: 3978865
Mur ligaze (MurC-MurF) sodelujejo v znotrajceličnih stopnjah biosinteze peptidoglikana in predstavljajo pomembne tarčne encime za razvoj novih protibakterijskih učinkovin. V tej študiji smo razširili znanje o derivatih furan-1,3-dikarboksilnih kislin, saj smo ugotovili, da so nekatere med temi spojinami multipli inhibitorji Mur ligaz, saj zavirajo vse encime MurC-MurF. Za spojino 1 smo z encimsko kinetiko dokazali, da je inhibitor MurD, ki je kompetitiven napram ATP. Gre za prvi ATP-kompetitivni inhibitor MurD, ki je istočasno tudi multipli inhibitor in zavira še vse ostale Mur ligaze. S pomočjo nadaljnjih računalniških pristopov smo uspeli razviti in optimirati nove inhibitorje na osnovi furana, ki imajo protibakterijsko delovanje proti S. aureus.
COBISS.SI-ID: 5677082
Erysipelothrix rhusiopathiae je po Gramu pozitivna bakterija, ki je patogena za mnoge vrste, tudi za ljudi. Glavna značilnost teh bakterij je peptidoglikan, ki ima na mestu 3 peptidne verige vgrajen l-alanin. V tej študiji smo klonirali gen murE iz E. rhusiopathiae in izolirali ustrezni protein v obliki s histidinskimi repki. Encimska študija je potrdila, da je MurE iz E. rhusiopathiae res ligaza, ki dodaja l-alain. Presenetljivo smo ugotovili tudi, da encim lahko katalizira dodajanje mezo-diaminopimelinske kisline, ki jo sicer najdemo na mestu 3 v mnogih po Gramu negativnih bakterijah, bacilih in mikobakterijah. Primerjava zaporedja aminokislin MurE encimov iz E. rhusiopathiae in Escherichie coli je razkrila, da je motiv DNPR, ki je značilen za encime, ki dodajajo mezo-diaminopimelinsko kislino, zamenjan z motivom HDNR. Pomen tega motiva za vezavo l-alanina smo dokazali s točkovno-usmerjenimi mutacijami in z izgradnjo homolognega modela. Prekomerna ekspresija gena murE iz E. rhusiopathiae v E. coli je vodila v vključevanje l-alanina na mesto 3 v peptidni verigi peptidoglikana.
COBISS.SI-ID: 4008817