Vliv derivátů přírodních látek na transkripční aktivitu jaderných receptorů regulujících metabolismus xenobiotik

Bc. David KLÍČ

Master's thesis

The effect of natural compounds derivatives on transcriptional activity of xenobiotics metabolism-controlling nuclear receptors

Abstract:

Předmětem zájmu byla série nově syntetizovaných derivátů přírodních látek (KST-35, KST-41 a KAC-59-F). Tyto sloučeniny jsou charakteristické společným výskytem heterocyklu chinolinu, pyridinu a piperazinu. V dnešní době množství užívaných léčiv obsahuje právě tyto struktury. Sloučeniny byly hodnoceny pro případnou interakci s aryl uhlovodíkovým (AhR) a glukokortikoidním (GR) receptorem. Tyto jaderné receptory vystupují jako ligandem aktivované transkripční faktory. Změnou transkripční aktivity receptorů je regulována celá řada signálních drah organizmu. Pro monitoring vlastností testovaných sloučenin bylo užito následné metodiky: konvenčním MTT testem byla stanovena cytotoxicita, metodou Gene Reporter Assay byla sledována transkripční aktivita. Pro objasnění těchto vztahů byly stabilně transfekované buněčné linie AZ-AhR a AZ-GR ošetřeny přídavkem testovaných sloučenin o koncentracích 0,01; 0,1; 1 a 10 mol/l. Sloučenina KST-41 (10 mol/l) byla identifikována jako parciální agonista AhR. V tomto případě byla zaznamenána aktivace receptoru odpovídající 28 násobku negativní kontroly methanolu (MeOH). Rovněž byla sledována blokace odpovědi vyvolaná pozitivní kontrolou dioxinem (TCDD) ve výši 66 %. Zbývající dvě sloučeniny byly stanoveny jako antagonisté AhR. Nejmarkantnější antagonistický účinek způsobila sloučenina KAC-59-F (pokles 75 %; 10 mol/l). Antagonistická aktivita byla přímo úměrná zvyšující se koncentraci testovaných sloučenin. Podobný trend byl pozorován i ve vztahu sloučenin ke GR. Byla identifikována trojice antagonistů GR snižující odpověď pozitivní kontroly dexamethazonu (DEX). Nejvyšší anti-glukokortikoidní aktivita (70%) byla patrná u sloučeniny KST-41 (10 mol/l). Výsledky této diplomové práce mohou mít význam pro farmakologii, ale i pro syntézu nových sloučenin.

Abstract:

The subject of interest was a series of newly synthesized derivatives of natural substances (KST-35, KST-41 and KAC-59-F). These compounds are characterized by the occurrence of heterocycle quinoline, pyridine and piperazine. Nowadays, a large number of drugs contain these structures. The compounds were evaluated for possible interaction with the aryl hydrocarbon receptor (AhR) and the glucocorticoid receptor (GR). These nuclear receptors act as ligand-activated transcription factors. Modification of the receptor transcriptional activity regulates a number of signalling pathways in the organism. For monitoring of properties of the tested compounds, subsequent methodology was used: the cytotoxicity was determined by conventional MTT assay, the Reporter Gene Assay established transcriptional activity. For assessment of these relationships were stably transfected cell lines AZ-AhR and AZ-GR treated by the addition of the tested compounds with the concentrations of 0,01; 0,1; 1 and 10 mol/l. The substance KST-41 (10 mol/l) was identified as a partial agonist of AhR. In this case, the receptor activation was 28 times higher than the negative control methanol (MeOH). The suppression of response elicited by the positive control dioxin (TCDD), at the rate of 66 %, was recorded too. The other two compounds were identified as antagonists of AhR. The most noticeable antagonistic effect was caused by the compound KAC-59-F (decrease by 75%; 10 mol/l). The antagonistic activity was directly proportional to increasing concentrations of the tested compounds. A similar trend was also observed in relation to GR. Three antagonists of GR were identified, which decreased the positive control dexamethasone (DEX) response. The compound KST-41 (10 mol/l) showed the highest anti-glucocorticoid activity (70%). The information contained in current thesis may have significant impact in pharmacology, but also for the synthesis of new compounds.

Keywords

chinolin, pyridin, piperazin, alkaloidy, aryl uhlovodíkový receptor, glukokortikoidní receptor, agonista, antagonista, cytotoxicita, transkripční aktivita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 7. 2015

Accessible from:: 27. 7. 2015

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Radim Vrzal, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology