Purinové a pyrazolopyrimidinové inhibitory cyklin-dependentních kinas.

Mgr. Radek JORDA

Doctoral thesis

Purine and pyrazolopyrimidine inhibitors of cyklin-dependet kinases.

Abstract:

Cyklin-dependentní kinasy (CDK) jsou serin/threoninové proteinkinasy, které hrají významnou roli v regulaci buněčného cyklu, transkripce, posttrankripčních modifikacích, buněčné diferenciaci a buněčné smrti. Inhibice CDK nízkomolekulárními inhibitory je považována za vhodnou strategii léčby mnoha typů onemocnění včetně rakoviny. Molekula purinu se stala jednou z prvních, systematicky studovaných skeletů nových inhibitorů CDK, která vedla až k objevení roskovitinu, nejznámějšího purinového inhibitoru CDK. Díky roskovitinu následně začalo intenzivní hledání nových inhibitorů CDK odvozených od purinu. Tato doktorská práce je zaměřena na charakterizaci nového pyrazolo[4,3-d]pyrimidinového bioisosteru roskovitinu a hodnocení jeho biologických účinků (kinasová selektivita, defosforylace retinoblastomového proteinu, buněčná proliferace, akumulace nádorového supresoru p53, indukce apoptosy, inhibice homologní rekombinace) v porovnání s roskovitinem jako referenční sloučeninou. Některé inhibitory CDK jsou schopny blokovat buněčný cyklus a potlačovat viabilitu parazita leishmanie, proto byla analyzována knihovna 6,9-disubstituovaných purinů a isomerních 3,7-disubstituovaných pyrazolo[4,3-d]pyrimidinů pro svoji potenciální anti-leishmaniální aktivitu a inhibici CRK3 (cdc-2 related kinase). Poslední část práce se zabývá potenciální farmakologickou inhibicí CDK9 ve spojitostí se srdeční hypertrofií a nádorovou angiogenezí. Cyklin-dependentní kinasy (CDK) jsou serin/threoninové proteinkinasy, které hrají významnou roli v regulaci buněčného cyklu, transkripce, posttrankripčních modifikacích, buněčné diferenciaci a buněčné smrti. Inhibice CDK nízkomolekulárními inhibitory je považována za vhodnou strategii léčby mnoha typů onemocnění včetně rakoviny. Molekula purinu se stala jednou z prvních, systematicky studovaných skeletů nových inhibitorů CDK, která vedla až k objevení roskovitinu, nejznámějšího purinového inhibitoru CDK. Díky roskovitinu následně začalo intenzivní hledání nových inhibitorů CDK odvozených od purinu. Tato doktorská práce je zaměřena na charakterizaci nového pyrazolo[4,3-d]pyrimidinového bioisosteru roskovitinu a hodnocení jeho biologických účinků (kinasová selektivita, defosforylace retinoblastomového proteinu, buněčná proliferace, akumulace nádorového supresoru p53, indukce apoptosy, inhibice homologní rekombinace) v porovnání s roskovitinem jako referenční sloučeninou. Některé inhibitory CDK jsou schopny blokovat buněčný cyklus a potlačovat viabilitu parazita leishmanie, proto byla analyzována knihovna 6,9-disubstituovaných purinů a isomerních 3,7-disubstituovaných pyrazolo[4,3-d]pyrimidinů pro svoji potenciální anti-leishmaniální aktivitu a inhibici CRK3 (cdc-2 related kinase). Poslední část práce se zabývá potenciální farmakologickou inhibicí CDK9 ve spojitostí se srdeční hypertrofií a nádorovou angiogenezí.

Abstract:

Cyclin-dependent kinases (CDK) are serine/threonine kinases that participate in processes of cell cycle control, transcription, posttranscriptional modifications, cell differentiation and cell death. Inhibition of CDK with small molecules has been suggested as a strategy for a treatment of several human diseases including cancer. The purine heterocycle became one of the first systematically investigated scaffolds of CDK inhibitors leading to the discovery of roscovitine. Inspired by the success of roscovitine, further exploration of purine-derived CDK inhibitors has been established. This doctoral thesis describes a novel bioisostere of roscovitine with the pyrazolo[4,3-d]pyrimidine core and its evaluation in diverse biological assays (kinase selectivity, dephosphorylation of the retinoblastoma protein, cell proliferation, accumulation of the tumor suppressor protein p53, induction of apoptosis, inhibition of homologous recombination) in comparison with roscovitine as a reference molecule. Furthermore, several CDK inhibitors have been shown to block cell cycle and reduce viability of leishmania, therefore a library of 6,9-disubstituted purines and 3,7-disubstituted pyrazolo[4,3-d]pyrimidines was screened for leishmanicidal activity and for inhibition of CRK3 (cdc-2 related kinase). Finally, the thesis suggests CDK9 as a target for pharmacological modulation in cardiac hypertrophy and tumour angiogenesis.

Keywords

Purin, pyrazolo[4, 3-d]pyrimidin, cyklin-dependentní kinasa, cyklin, inhibitor, bioisoster, leishmanie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2011

Accessible from:: 30. 6. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 30. 6. 2011

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry / Biochemistry