Strukturní analýza a inhibice karbonických anhydras patogenních kvasinek rodu Candida

Abstract

This bachelor's thesis focuses on the study of the β-carbonic anhydrase CpNce103p from the pathogenic yeast Candida parapsilosis. The research was conducted as part of a long-term project in the laboratory of the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the Czech Academy of Sciences (CAS). Carbonic anhydrase is a metalloenzyme with a zinc ion in its active site that catalyses the reversible conversion of carbon dioxide to bicarbonate, playing a vital role in maintaining cellular homeostasis. Owing to structural differences between mammalian and yeast carbonic anhydrases, this enzyme represents a promising target for the development of novel antifungal agents. The aim of this work was to compare the expression of the recombinant enzyme ∆42_CpNce103p in two Escherichia coli strains-LOBSTR and BL21(DE3) RIL in order to obtain sufficient quantities of the protein for X-ray crystallographic analysis. The obtained structure of ∆42_CpNce103p from C. parapsilosis, together with the known structure of carbonic anhydrase from C. albicans, served as a basis for the rational design of inhibitors using molecular modelling. Selected compounds were subsequently tested, and among them, trifluoromethyl sulphonamide showed the strongest inhibitory properties. The results of this thesis contribute to the...

Tato bakalářská práce se zaměřuje na studium β-karbonické anhydrasy CpNce103p z patogenní kvasinky Candida parapsilosis a byla řešena v průběhu dlouhodobého projektu v laboratoři ÚOCHB AV ČR. Karbonická anhydrasa je metaloenzym se zinečnatým iontem v aktivním místě, který katalyzuje přeměnu oxidu uhličitého na hydrogenuhličitan a hraje zásadní roli v udržování homeostáze v buňce. Vzhledem ke strukturální odlišnosti karbonických anhydras u savců a kvasinek představuje tento enzym potenciální cíl pro vývoj nových antimykotik. Cílem této práce bylo porovnání exprese rekombinantní formy enzymu ∆42_CpNce103p ve dvou kmenech Escherichia coli - LOBSTR a BL21 (DE3) RIL za účelem přípravy dostatečného množství enzymu pro rentgenostrukturní analýzy. Získaná struktura ∆42_CpNce103p z C. parapsilosis společně se strukturou karbonické anhydrasy z C. albicans se staly základem pro návrh inhibitorů pomocí molekulového modelování. Vybrané sloučeniny byly následně testovány. Ve studovaném souboru sloučenin vykazoval nejlepší inhibiční vlastnosti trifluoromethylsulfonamid. Výsledky této práce přispívají k pochopení vlastností β- karbonických anhydras u patogenních kvasinek rodu Candida a mohou sloužit jako základ pro vývoj cílené antimykotické terapie. Klíčová slova: Karbonická anhydrasa, patogenní kvasinky,...