Entsyymi-inhibiittoreiden kehityksestä apua kestävään maatalouteen ja syöpähoitoihin (Väitös: MSc Nirmal Poudel, 21.10.2022, biokemia)
Glutationitransferaasit ovat tärkeitä entsyymejä, joilla on keskeinen rooli solujen suojaamisessa erilaisilta uhilta, mukaan lukien vierailta kemikaaleilta (ksenobiootit). MSc Nirmal Poudelin väitöstutkimuksessa määritettiin neljän eri kasveista ja nisäkkäistä peräisin olevan glutationitransferaasin kiderakenteet röntgenkristallografiatekniikalla.
Kiderakenteet paljastivat yksityiskohtaisesti ksenobioottien sitoutumiseen ja inaktivointiin osallistuvien tärkeiden aminohapporyhmien sijainnin. Ne paljastivat myös muutoksia rakenteissa ksenobioottien sitoutumisen aikana. Väitöstutkimuksen tulokset ovat hyödyllisiä suunniteltaessa uusia entsyymi-inhibiittoreita estämään lääke- ja rikkakasvien torjuntaresistenssiin liittyvien glutationitransferaasien toimintaa.
- Erilaisten kemikaalien, kuten torjunta-aineiden ja lääkkeiden, liiallinen käyttö on johtanut organismien vastustuskyvyn lisääntymiseen. Maataloudessa rikkakasvien torjunta-aineiden käyttö on johtanut aineille vastustuskykyisten rikkakasvien kehittymiseen. Kemoterapian käyttö syöpähoidoissa johtaa resistenssin kehittymiseen syöpälääkkeitä vastaan. Molemmat resistenssimekanismit on yhdistetty glutationitransferaaseihin. Näiden entsyymien estäminen voisi olla tehokas strategia näiden ongelmien voittamiseksi, Poudel kertoo.
Uusien entsyymi-inhibiittoreiden suunnittelu edellyttää yksityiskohtaista tietoa entsyymien substraattia sitovista alueista. Röntgenkristallografia on erittäin tehokas proteiinien rakennetutkimusmenetelmä. Menetelmä on osoittautunut ratkaisevan tärkeäksi lääkekehityksessä, muun muassa taistelussa SARS-CoV-2:ta vastaan. Röntgenkristallografiassa käytetään tehokkaita röntgensäteitä, jotka ovat noin 10 biljoonaa kertaa voimakkaampia kuin sairaalan rutiinitutkimuksissa käytetyt röntgensäteet. Röntgensäteiden avulla voidaan analysoida entsyymien kiteitä ja paljastaa entsyymien kolmiulotteinen rakenne.
Rikkakasvien torjunta-aineiden pitkäaikainen käyttö uhkaa kasvintuotantoa ja maailman väestön ravintotarpeita. Lisäksi syöpälääkkeiden inaktivoituminen kemoterapian aikana tekee hoidoista tehottomia, pidentää usein potilaalle kivuliaita hoitoja ja lisää hoitokustannuksia. Kehittämällä sopivia inhibiittoreita, jotka voivat tehokkaasti estää glutationitransferaasien toimintaa lääke- ja torjunta-aineresistenssissä, voidaan merkittävästi vaikuttaa ihmisten hyvinvointiin maailmanlaajuisesti.
***
MSc Nirmal Poudel esittää väitöskirjansa ”Structural studies of glutathione transferases towards the development of novel applications and drug design” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 21.10.2022 klo 12.15 (Pha 1 -auditorio, Pharmacity, Itäinen Pitkäkatu 4, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Arwen Pearson (Hampurin yliopisto, Saksa) ja kustoksena professori Jyrki Heino (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biokemia.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
