Mirosława Skupińska

„Poszukiwanie nowych terapeutyków na platformie syntetaz
aminoacylo- tRNA”
Mirosława Skupińska
Stypendystka projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Celem pracy doktorskiej jest wyselekcjonowanie specyficznych inhibitorów reakcji
aminoacylacji tRNA, katalizowanej przez syntetazę tyrozylo-tRNA (TyrRS). W przyszłości
związki te będą mogły być podstawą do opracowania
nowego terapeutyku o działaniu przeciwbakteryjnym.
Badania
ujawniły
flawonoidów
jako
niezwykły
inhibitorów
potencjał
aplikacyjny
kompetycyjnych
TyrRS
reakcji aminoacylacji wybranych bakterii.
O wyborze syntetaz aminoacylo-tRNA (aaRS) jako
narzędzia
do
poszukiwania
nowych
terapeutyków
zadecydowała powszechność ich występowania oraz
kluczowa rola jaką pełnią w każdej komórce. Są one jedną
z najważniejszych grup białek występujących we wszystkich organizmach żywych. Enzymy
te katalizują specyficzne przyłączenie aminokwasu do właściwego tRNA. Zahamowanie
aminoacylacji tRNA prowadzi do akumulacji wolnych cząsteczek tRNA, które wiążąc się do
rybosomów powodują zatrzymanie przebiegającej na nich elongacji łańcucha peptydowego.
Zatem inhibicja aktywności jednej lub kilku aaRS hamuje syntezę białka i wywołuje zmiany w
metabolizmie komórki prowadzące do jej śmierci.
Kluczowe znaczenie dla specyficznej inhibicji aaRS bakteryjnych mają różnice w
strukturze pomiędzy nimi a enzymami ludzkimi. Nałożenie struktur przestrzennych kieszeni
wiążącej tyrozynę w TyrRS z bakterii i człowieka (struktury kryształów dostępne w PDB)
pokazuje istnienie różnic pomimo, że wiążą one ten sam aminokwas [Rys 1].
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Rys. 1. Porównanie struktur przestrzennych domeny katalitycznej TyrRS z bakterii
(biała) i człowieka (niebieska). Kolorem czerwonym zaznaczono tyrozynę.
O wyborze bakterii, przeciwko którym mają być skierowane wyselekcjonowane
terapeutyki, zdecydowało ich znaczenie w epidemiologii zakażeń wywoływanych u ludzi.
Obecnie zarówno w Polsce jak i na świecie powodem ciężkich zakażeń opornych na
dotychczas skuteczne leczenie są zakażenia wywołane przez szczepy gronkowca złocistego
oporne na metycylinę oraz wielooporne pałeczki niefermentujące z gatunków Pseudomonas.
W ramach nadzoru epidemiologicznego nad zakażeniami szpitalnymi i drobnoustrojami
alarmowymi w województwie wielkopolskim w 2009 roku średni wskaźnik liczby badań/łóżko
szpitalne/rok wyniósł 22 oraz na 1 pacjenta – 0,5. Podobnie jak w roku 2008 wśród izolatów
szczepów występujących we wszystkich szpitalach dominowały rotawirusy (zapadalność
2,3/1000 pacjentów), Staphylococcus aureus (MRSA) (zapadalność 0,8/1000 pacjentów),
Pseudomonas spp. (zapadalność 0,8/1000 pacjentów) oraz Acinetobacter spp. (zapadalność
0,6/1000 pacjentów), których największą koncentrację obserwowano w oddziałach
intensywnej opieki medycznej (wg. „Ocena Stanu Sanitarnego i Sytuacja Epidemiologiczna
Województwa Wielkopolskiego w Roku 2010).
Rezultatem pracy doktorskiej będzie zestaw inhibitorów o szczegółowo określonych
parametrach takich jak ki, IC50, MIC oraz cytotoksyczność wobec komórek eukariotycznych.
Opracowane wyniki przyczynią się do uzupełnienia istniejącej wiedzy, która będzie w
przyszłości mogła stanowić podstawę do racjonalnego projektowania terapeutyków
antybakteryjnych [Rys.2].
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Rys.2. Model kieszeni aktywnej TyrRS E.coli z inhibitorem –acacetyną.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego