Analysis of ligand binding to recombinant human carbonic anhydrases I, II, VII, IX and XIII

• Main Author: Baranauskienė, Lina
• Other Authors: ŠIKŠNYS, VIRGINIJUS
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2013
• Subjects: Biochemistry; Carbonic anhydrase; Sulfonamide; Thermodynamics; Karboanhidrazė; Sulfonamidas; Termodinamika
• Online Access: http://vddb.laba.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2013~D_20130327_100539-96804/DS.005.1.01.ETD

Carbonic anhydrases (CAs) are metalloenzymes that catalyze the conversion between carbon dioxide and bicarbonate. Their inhibition can be applied for treatment of different diseases, such as glaucoma, cancer, obesity, epilepsy, osteoporosis, etc. There are nearly 30 small molecule ligands that are used as drugs for carbonic anhydrase related diseases. In this work interaction between recombinant human carbonic anhydrases I, II, VII, IX, XIII and sulfonamide ligands was analysed. Stability of selected carbonic anhydrases was evaluated in different experimental conditions. Oligomeric structure of anticancer target CA IX was determined. Using carbonic anhydrases as model proteins, the application range of thermal shift assay was extended. Binding parameters of 40 new compounds to human carbonic anhydrases were measured. The binding thermodynamics of sulfonamide ligands to CA XIII was analyzed and intrinsic binding parameters, independent of the experimental conditions and linked protonation reactions, were determined. === Karboanhidrazės (CA) yra metalofermentai, katalizuojantys virsmus tarp anglies dioksido ir bikarbonato. Jų slopinimas gali būti taikomas gydyti tokias skirtingas ligas kaip glaukoma, vėžys, nutukimas, epilepsija, osteoporozė ir kt. Šiuo metu yra beveik 30 mažamolekulinių junginių, kurie naudojami kaip vaistai, su padidėjusiu karboanhidrazių aktyvumu susijusioms ligoms gydyti. Darbe tirta rekombinantinių žmogaus karboanhidrazių I, II, VII, IX ir XIII sąveika su sulfonamidiniais ligandais. Įvertintas tirtų baltymų stabilumas skirtingomis eksperimentinėmis sąlygomis, nustatyta priešvėžinio taikinio CA IX oligomerinė būsena. Modeliniais baltymais naudojant karboanhidrazes, praplėstos terminio poslinkio metodo taikymo ribos. Išmatuoti 40 naujų susintetintų junginių sąveikos su karboanhidrazėmis termodinaminiai parametrai, išanalizuota CA XIII sąveikos su sulfonamidiniais slopikliais termodinamika, atskiriant tikruosius, nuo eksperimento sąlygų ir susijusių reakcijų nepriklausančius jungimosi parametrus.