Σύνθεση γραμμικών, κυκλικών αναλόγων της GnRH (Gonadotropin releasing hormone) και παραγώγων τους με κυκλοδεξτρίνη καθώς και διαμορφωτική μελέτη αυτών με χρήση πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και τεχνικών μοριακής μοντελοποίησης (molecular modeling)

Abstract

The Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH or LHRH) is a decapeptide (pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2) which is synthesized and released by impulses, controlling the synthesis and release of the gonadotropin hormones LH and FSH. Since its discovery, GnRH peptide analogues have been used in medicine for the treatment of cancer and fertility problems. Moreover, the GnRH peptide analogues are sensitive to proteolysis because of their peptidic nature.This PhD thesis focused on the following aspects: i) Conformational studies of Leuprolide and two synthetic Leuprolide analogues : 1) pGlu-His-Trp-Ser-Tyr(OMe)-DLeu-Leu-Arg-Aze-NHEt and 2) pGlu-His-Trp-Ser-Tyr(OMe)-DLeu-Leu-Arg-Pro-NHEt, in Η2Ο and DMSO solutions using Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Molecular Modeling studies such as energy minimization and molecular dynamics. Rational design of non peptide mimetics based on the ligand (ligand based drug design) using the imidazole, indole and guanidine groups as pharmacophores.ii) Development of the homology model of GnRH receptor, based on the crystal structure of rhodopsin and b2 adrenergic receptor in combination with information obtained by the literature. The model was optimized and the active site was fully explored in order to be used for the rational design of non peptide mimetic analogues of GnRH. iii) Synthesis of cyclic peptide analogues and cyclodextrin conjugations.

Η εκλυτική ορμόνη των γοναδοτροπινών (GnRH ή LHRH) είναι ένα δεκαπεπτίδιο με αμινοξική αλληλουχία pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2 η οποία συντίθεται και απελευθερώνεται κατά ώσεις ελέγχοντας τη σύνθεση και απελευθέρωση των γοναδοτροπινών ορμονών LH και FSH. Από την ανακάλυψή της μέχρι σήμερα πολλά τροποποιημένα πεπτιδικά ανάλογα της GnRH χρησιμοποιούνται στην Ιατρική για τη θεραπεία του καρκίνου και προβλημάτων γονιμότητας. Όμως, τα πεπτιδικά ανάλογα της GnRH εμφανίζουν προβλήματα σταθερότητας και βιοδιαθεσιμότητας καθώς είναι ευάλωτα, λόγω του πεπτιδικού χαρακτήρα τους, στην πρωτεολυτική διάσπαση.Η μελέτη στην παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάστηκε στα εξής:α) Διαμορφωτική μελέτη του εμπορικά διαθέσιμου σκευάσματος του Λεουπρολιδίου (Leuprolide) καθώς και δύο συνθετικών αναλόγων του: 1) pGlu-His-Trp-Ser-Tyr(OMe)-DLeu-Leu-Arg-Aze-NHEt και 2) pGlu-His-Trp-Ser-Tyr(OMe)-DLeu-Leu-Arg-Pro-NHEt, σε διάλυμα Η2Ο και DMSO, με χρήση πειραμάτων Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) και τεχνικών Μοριακής Μοντελοπόιησης (Molecular Modeling) όπως ενεργειακή ελαχιστοποίηση και Μοριακή Δυναμική (Molecular Dynamics), με χρήση ή όχι περιοριστικών αποστάσεων από τα NMR δεδομένα. Oρθολογικός σχεδιασμός πεπτιδομιμητικών μορίων με βάση το υπόστρωμα (ligand based drug design) χρησιμοποιώντας τις φαρμακοφόρες ομάδες των ιμιδαζόλιο, ινδόλιο και γουνιδινομάδα.β) Ανάπτυξη ομόλογου μοντέλου του υποδοχέα της GnRH με βάση την κρυσταλλική δομή της ροδοψίνης καθώς και του β2 αδρενεργικού υποδοχέα όπως επίσης και βιβλιογραφικών πληροφοριών μεταλαξιγέννεσης σε επίπεδο αμινοξέων. Πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση και χαρτογράφηση του ενεργού κέντρου του υποδοχέα για να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό νέων μη-πεπτιδικών αναλόγων της GnRH μέσω της ανάπτυξης μοντέλου φαρμακοφόρων ομάδων. γ) Σύνθεση κυκλικών τροποποιημένων πεπτιδικών αναλόγων καθώς και αναλόγων με προσθήκη υπερμεθυλιωμένης ή απλής β κυκλοδεξτρίνης.