Small-molecule inhibitors of CD44-hyaluronan and MDM2-p53 interactions

Small-molecule inhibitors of CD44-hyaluronan and MDM2-p53 interactions

Communities & Collections

Small-molecule inhibitors of CD44-hyaluronan and MDM2-p53 interactions

Show full item record

dc.contributor.advisor	Holak, Tadeusz [SAP14007479]	pl
dc.contributor.author	Czub, Mirosława [USOS99534]	pl
dc.date.accessioned	2019-07-25T05:42:06Z
dc.date.available	2019-07-25T05:42:06Z
dc.date.submitted	2019-06-14	pl
dc.identifier.uri	https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/79740
dc.language	eng	pl
dc.rights	Copyright	*
dc.rights.uri	http://ruj.uj.edu.pl/4dspace/License/copyright/licencja_copyright.pdf	*
dc.title	Small-molecule inhibitors of CD44-hyaluronan and MDM2-p53 interactions	pl
dc.title.alternative	Małocząsteczkowe inhibitory oddziaływań : CD44-hiaruronian i MDM2-p53	pl
dc.type	Thesis	pl
dc.place	Kraków	pl
dc.description.physical	103	pl
dc.description.additional	Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ	pl
dc.abstract.pl	Przedmiotem badań przedstawionych w rozprawie doktorskiej było poszukiwanie małocząsteczkowych inhibitorów oddziaływań CD44-kwas hialuronowy oraz MDM2-p53. CD44 jest transbłonowym białkiem, występującym na powierzchni większości komórek oraz będącym bardzo ważnym elementem macierzy zewnątrzkomórkowej. Białko CD44 jest głównym receptorem kwasu hialuronowego. Jest pośrednikiem w stymulowaniu wielu procesów, takich jak: adhezja, agregacja, migracja, proliferacja komórkowa. Białko to bierze czynny udział w angiogenezie oraz jest przekaźnikiem sygnałów między macierzą zewnątrzkomórkową, a samą komórką. Dodatkowo jest odpowiedzialne za internalizację kwasu hialuronowego do wnętrza komórek oraz jego degradację. CD44 jest w znacznym stopniu zaangażowane w procesy wzrostu guzów nowotworowych oraz przerzutach nowotworowych. Jest również odpowiedzialne za oporność na radioterapię w przypadku nowotworu krtani i prostaty oraz zwiększoną oporność na chemioterapię w nowotworach trzustki i żołądka. Możliwość modulowania oddziaływania CD44-kwas hialuronowy inhibitorem farmakologicznym mogłaby mieć ogromne znaczenie w postępie onkologii. Do tej pory opublikowano bardzo niewiele prac pokazujących związki wykazujące oddziaływanie z białkiem CD44, które samo w sobie nie jest łatwym przedmiotem badań w tym kierunku, ze względu na płytką kieszeń wiążącą. Niniejsza praca przedstawia wyniki badań, w których zidentyfikowano cztery nowe fragmenty, wykazujące wiązanie się z CD44. Związki te mogą stanowić struktury wyjściowe dla potencjalnych inhibitorów tego receptora. Powinowactwo przedstawionych związków mieści się w zakresie milimolarnym, co jest typowe dla wiązania fragmentów. Charakterystykę wiązania się ww. związków dokonano za pomocą techniki NMR. W wyniku doświadczeń miareczkowania, wykonanych w obecności naturalnego liganda CD44- oktameru kwasu hialuronowego wykazano, że wiązanie się niektórych związków jest niezależne od wiązania się kwasu hialuronowego, tudzież w pozostałych przypadkach wiązanie CD44-oktamer kwasu hialuronowego, blokuje przyłączenie inhibitora. Badania te wskazują więc na więcej niż jedno miejsce wiązania inhibitorów, co może stanowić interesujący punkt wyjścia do opracowania nowych ligandów o wysokim powinowactwie. Na podstawie otrzymanych wyników przebadano 13 innych, podobnych strukturalnie związków. W badaniach zastosowano metody NMR i TSA. Żaden z wybranych związków nie wykazał oddziaływania z białkiem CD44. Przeprowadzono rozległe próby krystalizacji kompleksów białka CD44 z oktamerem kwasu hialuronowego i małocząsteczkowymi inhibitorami. W podjętych próbach nie uzyskano kryształów kompleksów, ale udało się otrzymać kryształy apo-CD44, którego strukturę rentgenowską rozwiązano. Celem krystalizacji białka CD44 było nasączanie kryształów potencjalnymi inhibitorami oraz oligomerami kwasu hialuronowego. Druga część mojej pracy opisuje przygotowanie i charakterystykę kilku oligomerów kwasu hialuronowego (HA6-HA12). Otrzymano je w reakcji trawienia polimeru HA o wysokiej masie cząsteczkowej (HMW HA). Oktamer kwasu hialuronowego (HA8) został użyty zarówno do analizy oddziaływań CD44 z potencjalnymi inhibitorami jak również do syntezy koniugatów z małocząsteczkowymi inhibitorami oddziaływania białko-białko MDM2-p53. Koniugaty mogą stanowić innowacyjne podejście ułatwiające przenikanie inhibitorów małocząsteczkowych do komórek, poprzez zwiększenie ich rozpuszczalności i tym samym poprawę transportu małych cząsteczek do komórek nowotworowych. Podsumowując przedstawione badania przyczyniły się do odkrycia nowych małocząsteczkowych związków, które mogą być dalej rozwijane w potencjalne, silne inhibitory białka CD44.	pl
dc.abstract.en	The subject of this doctoral dissertation is the search for small-molecule inhibitors of two oncogenic interactions: the CD44-hyaluronan interaction and the MDM2-p53 protein-protein interaction. The CD44 protein is a transmembrane receptor that is an important member of the extracellular matrix (ECM) which is present on the surfaces of most living cells. CD44 is a primary receptor for hyaluronic acid (HA). The protein is an intermediary for several stimulating processes such as adhesion, aggregation, migration, and cellular proliferation. CD44 takes also an active part in angiogenesis and is a signal transducer between the ECM and the cell itself. In addition, it is responsible for the internalization of hyaluronic acid inside the cells and its degradation. CD44 is heavily involved in growth processes of cancerous tumors and cancer metastases. It is also responsible for the resistance to radiotherapy in the case of larynx and prostate cancers and for the increased resistance to chemotherapy in pancreatic and gastric cancers. The possibility of modulating the interaction between CD44 and hyaluronic acid with a pharmacological small-molecule inhibitor could be of great importance in the fight against cancer. Very few reports have been published that describe the compounds that interact with the CD44 protein until today. CD44 in itself is not an easy target of research in this anticancer direction. This is due to the shallow HA-binding pocket in CD44. This thesis presents the results of the studies in which four new fragments were identified that show the binding to CD44. These compounds may constitute starting scaffolds for potential potent inhibitors of this receptor. The binding affinity of these compounds is in the millimolar range, which is typical for the fragments. NMR was used for characterization of binding of the compounds to CD44. Titrations experiments performed in the presence of a natural ligand of the CD44 - the octamer hyaluronic acid- showed that the binding of some of these compounds is independent of the binding of hyaluronic acid; and, in other cases, the binding of the CD44-octamer of hyaluronic acid to CD44 blocks the attachment of the inhibitor. These studies therefore indicate more than one site of these inhibitor bindings, which may be an interesting starting point for the development of novel higher affinity ligands for CD44. Based on the results obtained above, 13 structurally similar compounds were tested by NMR and the TSA methods. None of these compounds showed, however, any interaction with CD44. Extensive attempts have been made at crystallization of various complexes of CD44 with the hyaluronic acid octamer and CD44 with small-molecule inhibitors. These were not successful, although the crystals of the apo-CD44 were obtained and the X-ray structure of the apo-CD44 has been solved. The aim of crystallization of CD44 was obtaining the crystals of the apo-form of CD44 and next soaking them with potential small molecules or HA-derived binders. The second part of my thesis describes the preparation and characterization of several oligomers of HA (HA6 to HA12). These were obtained through digestion of the high molecular weight HA polymer (HMW HA). The HA octamer (HA8) was used both for analysis of CD44 interactions with potential small-molecule inhibitors and for the synthesis of the conjugates with the small-molecule inhibitors of the MDM2-p53 protein-protein interaction. The conjugates may constitute an innovative approach to help small molecules enter the cell- by increasing their solubility- and by improving the transport of the small molecules into the cancer cells. In conclusion, the studies presented here have contributed to the discovery of new small-molecule binders to CD44 that may be further developed into the potential potent inhibitors of the CD44 protein.	pl
dc.subject.pl	CD44	pl
dc.subject.pl	inhibitor	pl
dc.subject.pl	MDM2/p53	pl
dc.subject.pl	hyaluronian	pl
dc.subject.en	CD44	pl
dc.subject.en	inhibitor	pl
dc.subject.en	MDM2/p53	pl
dc.subject.en	hyaluronan	pl
dc.identifier.callnumber	Dokt. 2019/130	pl
dc.contributor.institution	Jagiellonian University. Faculty of Chemistry	pl
dc.contributor.reviewer	Bojarski, Andrzej	pl
dc.contributor.reviewer	Otlewski, Jacek	pl
dc.affiliation	Wydział Chemii	pl
dc.rights.original	bez licencji	pl
dc.identifier.project	ROD UJ / O	pl