Riassunto analitico
La Timidilato sintasi è un bersaglio anti-cancro validato per la chemioterapia. Per catalizzare la sua reazione, l’hTS deve essere nella sua conformazione dimerica . Ma allo stesso tempo , la forma monomerica è in grado di legare il proprio mRNA e reprimere la sua traduzione . Pertanto, in linea di principio, un inibitore dissociativo della proteina dovrebbe essere in grado di bloccare la funzione catalitica mantenendone inalterata la funzione regolatoria1. Questo meccanismo di feedback negativo potrebbe essere una strategia utile per combattere il fenomeno della drug resistance, che è spesso osservata in seguito a trattamento con convenzionali inibitori substrato-simili dell’hTS. In questo progetto di tesi , ho studiato l'interazione tra hTS e una libreria di composti derivati da un Lead compound: LC 1130, il quale aveva già dimostrato la sua capacità inibitoria nei confronti del target mediante destabilizzazione della forma dimerica dell’enzima 2,3. Per perseguire questo obiettivo , ho usato diverse strategie sperimentali , tra cui saggi di cinetica enzimatica e tecniche fluorimetriche(FRET).Queste analisi sono volte a caratterizzare l’equilibrio della dissociazione del dimero. Infine, attraverso analisi calorimetriche e di spettrometria di massa dell'interazione compound / enzima, ho cercato di evidenziare alcuni dettagli molecolari di questa interazione , tra cui i residui proteici cruciali.
References: 1 Chu, E. et al. Autoregulation of human thymidylate synthase messenger RNA translation by thymidylate synthase. Proc Natl Acad Sci U S A88, 8977–8981 (1991).
2 Tesi sperimentale“Identificazione e Caratterizzazione di nuovi inibitori allosterici della Timidilato Sintasi umana (hTS)” Matteo Santucci 2011
3. Tesi sperimentale “First dissociative inhibitors of Human Thymidylate Synthase, a target in anticancer therapy: mechanistic insight from computational and fluorescence-based evidence.” Leonardo Crespi (2012).
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Abstract
Thymidylate synthase is a validated anti-cancer chemotherapy target. To catalyze its reaction, hTS must be in a homodimeric form. But at the same time, the monomeric form is able to bind its own mRNA and repress its translation. Thus, in principle, a dissociative inhibitor of the protein should block the catalytic function while maintaining the mRNA regulatory function1.This might be a useful strategy to fight the serious phenomenon of drug resistance, which is often observed following treatment with conventional, substrate-like hTS inhibitors. In this thesis project, I investigated the interaction between hTS and a library of compounds derived from a lead, LC 1130, that had already demonstrated its ability to inhibit hTS by destabilizing the dimeric form of the enzyme.2,3To pursue this aim, I used different experimental strategies, including enzyme kinetic, FRET-based analysis of the hTS dimer dissociation equilibrium aimed at characterizing directly the dissociative inhibition. Finally, through calorimetric and mass spectrometric investigations of the compound/enzyme interaction, I attempted to unravel some molecular details of this interaction, including the crucial protein residues responsible for it.
References: 1 Chu, E. et al. Autoregulation of human thymidylate synthase messenger RNA translation by thymidylate synthase. Proc Natl Acad Sci U S A88, 8977–8981 (1991).
2 Tesi sperimentale“Identificazione e Caratterizzazione di nuovi inibitori allosterici della Timidilato Sintasi umana (hTS)” Matteo Santucci 2011
3. Tesi sperimentale “First dissociative inhibitors of Human Thymidylate Synthase, a target in anticancer therapy: mechanistic insight from computational and fluorescence-based evidence.” Leonardo Crespi (2012).
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