Hu (or ELAVL) proteins belong to the class of RNA- Binding Proteins (RBPs) whose main role is to form complexes able to stabilize mRNAs thus modulating the production of the proteins. A member of this family, HuR protein, is involved in several aspects of cell growth, tumorigenesis, angiogenesis, tumor inflammation, invasion and metastasis. HuR overexpression is correlated with high-grade malignancy and poor prognosis in many tumor types, making it an intriguing pharmacological target for cancer treatment. Previous medicinal chemistry efforts (Della Volpe, Serena et al., ACS medicinal chemistry letters vol. 10,4 615-620. 21 Jan. 2019) led to the identification of HuR ligands by applying different approaches (in silico studies combined with STD NMR, virtual screening, and fragment-based drug discovery). In this thesis, NMR techniques were used to evaluate ligand-protein interaction, observing the binding mode and affinity of new designed ligands for their target. Saturation Transfer Difference (STD)-NMR technique was used since it is one of the most popular NMR techniques for the study of protein-ligand interactions, allowing the identification of ligand epitope. This technique is based on the selective irradiation of the protein and the consequent magnetization transfer from the protein to the ligand interacting in a specific binding site. Two series of compounds (BOPC and A-BOPC) were studied, first using one- and two-dimensional NMR methods to characterize and assign their resonances and then to evaluate their ability to interact with HuR by STD-NMR. The data collected showed that all molecules examined are able to interact with the HuR binding site, allowing us to determine the best binder among the compounds analyzed.
Le proteine Hu (o ELAVL) appartengono alla classe delle RNA- Binding Proteins (RBPs) il cui ruolo principale è quello di formare complessi in grado di stabilizzare gli mRNA, modulando così la produzione delle proteine. HuR è un membro di questa famiglia ed è coinvolto in molti aspetti della crescita delle cellule tumorali, nell'angiogenesi, nell'infiammazione, nell'infiltrazione e nelle metastasi tumorali. La sovraespressione di HuR è correlata ad un alto grado di malignità del tumore e ad una prognosi sfavorevole in molti tipi di tumore, il che la rende un interessante bersaglio farmacologico per il trattamento del cancro. Precedenti studi (Della Volpe, Serena et al., ACS medicinal chemistry letters vol. 10,4 615-620. 21 Jan. 2019) hanno portato all'identificazione di nuovi ligandi di HuR tramite l’applicazione di diversi approcci (studi in silico combinati con STD-NMR, screening virtuale e fragment-based drug discovery). In questa tesi, alcune tecniche NMR sono state utilizzate per valutare l'interazione ligando-proteina, osservando la modalità di legame e l'affinità delle nuove molecole verso la proteina per cui sono state progettate. La tecnica Saturation Transfer Difference (STD)-NMR è una delle tecniche NMR più diffuse per lo studio delle interazioni proteina-ligando che permette l'identificazione dell'epitopo del ligando. Questa tecnica si basa sull'irradiazione selettiva della proteina e sul conseguente trasferimento di magnetizzazione dalla proteina al ligando che interagisce in uno specifico sito di legame. Sono state studiate due serie di composti (BOPC e A-BOPC), prima utilizzando metodi NMR mono e bidimensionali per caratterizzarli e assegnare tutti i protoni e poi per valutare la loro capacità di interagire con HuR mediante STD-NMR. I dati raccolti hanno dimostrato che tutte le molecole esaminate sono in grado di legare il sito di legame di HuR, consentendo di determinare il miglior ligando tra le molecole analizzate.
Screening per nuovi ligandi della proteina HuR: studio delle interazioni proteina-ligando con la tecnica Saturation Transfer Difference (STD)-NMR.
GADO, IRENE
2022/2023
Abstract
Hu (or ELAVL) proteins belong to the class of RNA- Binding Proteins (RBPs) whose main role is to form complexes able to stabilize mRNAs thus modulating the production of the proteins. A member of this family, HuR protein, is involved in several aspects of cell growth, tumorigenesis, angiogenesis, tumor inflammation, invasion and metastasis. HuR overexpression is correlated with high-grade malignancy and poor prognosis in many tumor types, making it an intriguing pharmacological target for cancer treatment. Previous medicinal chemistry efforts (Della Volpe, Serena et al., ACS medicinal chemistry letters vol. 10,4 615-620. 21 Jan. 2019) led to the identification of HuR ligands by applying different approaches (in silico studies combined with STD NMR, virtual screening, and fragment-based drug discovery). In this thesis, NMR techniques were used to evaluate ligand-protein interaction, observing the binding mode and affinity of new designed ligands for their target. Saturation Transfer Difference (STD)-NMR technique was used since it is one of the most popular NMR techniques for the study of protein-ligand interactions, allowing the identification of ligand epitope. This technique is based on the selective irradiation of the protein and the consequent magnetization transfer from the protein to the ligand interacting in a specific binding site. Two series of compounds (BOPC and A-BOPC) were studied, first using one- and two-dimensional NMR methods to characterize and assign their resonances and then to evaluate their ability to interact with HuR by STD-NMR. The data collected showed that all molecules examined are able to interact with the HuR binding site, allowing us to determine the best binder among the compounds analyzed.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/16257