Dokument: Molecular Modelling Untersuchungen am humanen P2Y2-Rezeptor und seinen Liganden

Titel:	Molecular Modelling Untersuchungen am humanen P2Y2-Rezeptor und seinen Liganden
Weiterer Titel:	Molecular Modelling studies of the human P2Y2-receptor and its ligands
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=6993
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080225-083918-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Ko, Geun-Yung [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 22,33 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 15.02.2008 / geändert 15.02.2008
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Höltje, Hans-Dieter [Gutachter] Prof. Dr. Kassack, Matthias U. [Gutachter]
Stichwörter:	P2Y2-Rezeptor Molecular Modelling
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Der P2Y2-Rezeptor, ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, stellt aufgrund seiner breiten Einsetzbarkeit für verschiedenste Indikationen - wie beispielsweise neurodegenerative Erkrankungen, Osteoporose, Dry-Eye-Syndrom, Mucoviszi-dose, Diabetes - ein neues interessantes Arzneistoff-Target dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde unter Anwendung der Molecular-Modelling-Technik, die eine Quantifizierung von Wechselwirkungen ermöglicht, versucht, molekulare Zusammenhänge aufzuklären. Dazu war zunächst die Generierung eines stereochemisch erlaubten Modells erforderlich. Anhand der physiologi-schen Agonisten ATP und UTP wurde dieses Modell für weitere Untersuchun-gen von Protein-Ligand-Wechselwirkungen getestet. Die generierte Struktur diente als Basis für moleküldynamische Untersuchungen von ATP- bzw. UTP-Derivaten. Bei genauer Analyse der mit ATP komplexierten Proteinstruktur konnte ein Ligandeintrittskanal zur Bindungsstelle aufgefunden werden. Dieser diente den größeren Liganden wie z.B. AP4A auch direkt als Bindungstasche. Um das Verhalten der größeren Antagonisten im Protein näher beschreiben zu können, wurden diese moleküldynamisch untersucht. Die MD-Simulationen ergaben drei verschiedene Bindungsmodi. Außerdem konnten während der MD-Simulationen zwei energetisch gleichwertige Konformationen für die Reac-tive-Blue-2-Derivate beobachtet werden, deren Wahrscheinlichkeit durch quan-tenchemische Ab-initio-Berechnungen bestätigt wurde. Diese Bindungsstelle wurde durch die experimentell ermittelte Relevanz der Aminosäure Tyr114 unterstützt. Des Weiteren wurden Strukturvariationen vorhergesagt, die möglicherweise potentere Antagonisten am P2Y2-Rezeptor darstellen. Das in dieser Arbeit vorgestellte P2Y2-Rezeptor-Modell bietet für verschiedens-te Problemstellungen plausible Lösungen an und stellt daher eine rationale Basis für die Entwicklung von potenteren Liganden dar. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Vorstellungen zur Struktur des Li-gandeintrittkanals bzw. zu den Agonist- und Antagonist-Bindungsstellen konn-ten durch verschiedene auf diesem Modell basierende Mutationen R272A, S296A, Y114A, Y118A bestätigt werden. The P2Y2-receptor is a G protein-coupled receptor. Due to its widely spread application for several diseases – e.g. neurodegenerative disease, osteoporo-sis, dry eye syndrome, cystic fibrosis, diabetes – it represents an interesting new drug target. In the framework of this thesis molecular modelling techniques were employed, which enable a quantification of interactions, to elucidate the molecular relation-ships. Firstly, it was necessary for this purpose to generate a stereochemically allowed homology model. This model was validated for further investigations of protein-ligand interactions with the physiological agonists ATP and UTP. The validated protein structure provided a basis for molecular dynamics studies of ATP and UTP derivates, respectively. On closer examination of the ATP complexed protein structure a ligand en-trance channel to the binding site was found. This channel was directly used as a binding pocket by bigger ligands like AP4A. In order to describe the behaviour of bigger antagonists in the protein closer, molecular dynamics simulations of these ligand-protein complexes were also carried out. The simulations resulted in three different types of antagonist bind-ing modes. Furthermore, two energetically equivalent conformations of reactive blue 2 derivates were observed during the molecular dynamics simulations. The probability of these conformations was confirmed using quantum chemical ab initio calculations. These binding sites of antagonists were supported by the experimentally detected relevance of the amino acid Tyr114. In addition, virtual structure variations were predicted which might present more potent antagonists of the P2Y2-receptor. The shown P2Y2-receptor model offers feasible solutions for various problems and represents a rational basis for the development of more potent ligands. Finally, several mutations – R272A, S296A, Y114A and Y118A – basing on this model support the conceptions regarding the structure of the ligand entrance channel as well as the agonist and antagonist binding site developed in this thesis.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	15.02.2008
Dateien geändert am:	15.02.2008
Promotionsantrag am:	20.12.2007
Datum der Promotion:	23.01.2008