Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu

MAO-B (MAO-B) on yksi amiinien hapetuksesta vastaavista entsyymeistä. Se vaikuttaa esimerkiksi aivoissa hermosolujen toimintaan säätelemällä hermovälittäjäaineiden pitoisuutta solun sisällä. MAO-B-inhibiittoreilla voidaan estää kyseisen entsyymin toimintaa ja täten liiallista amiinien hajotusta, jok...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Pasanen, Mira
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Department of Biological and Environmental Science, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2015
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/45604
_version_ 1828193110811738112
author Pasanen, Mira
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Pasanen, Mira Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Pasanen, Mira Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Pasanen, Mira
datasource_str_mv jyx
description MAO-B (MAO-B) on yksi amiinien hapetuksesta vastaavista entsyymeistä. Se vaikuttaa esimerkiksi aivoissa hermosolujen toimintaan säätelemällä hermovälittäjäaineiden pitoisuutta solun sisällä. MAO-B-inhibiittoreilla voidaan estää kyseisen entsyymin toimintaa ja täten liiallista amiinien hajotusta, joka voi johtaa muun muassa hermostosairauksiin. Tässä tutkimuksessa pyrittiin suunnittelemaan ihmisen MAO-B:hen sitoutuvien 3-fenyylikumariineja. Tutkimus jakautui kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa tietokonemallinnuksella tietokantoja seulomalla ja löydettyjä molekyylejä telakoimalla löytyi seitsemän uutta molekyyliä, jotka sisälsivät paljon rengasrakenteita ja fluoriryhmiä. Molekyylit vuorovaikuttivat entsyymin aktiivisessa taskussa erityisesti Cys172 ja Tyr398 tai Tyr435 aminohappojen kanssa. Molekyyleille tehtyjen inhibiitioaktiivisuusmittausten perusteella yhdisteet inhiboivat MAO B:tä hyvin ja inhibiitioprosentit vastasivat tietokonemallinnuksen tuloksia. Toisessa osassa tutkittiin testiaineiden vuorovaikutuksia MAO-B:n kanssa niin tietokonemallinnuksella kuin spektrofotometrisillä in vitro mittauksilla. Testiaineiden kumariinirakenteessa tai siihen kiinnittyneessä 3-fenyylirenkaassa oli sitoutuneena metoksi- tai hydroksyylisubstituentteja. In vitro mittauksissa käytetyillä konsentraatioilla metoksisubstituoiduilla 3-fenyylikumariineilla saatiin lähes 100 %:nen MAO-B:n inhibiitio. Hydroksyylisubstituoidut yhdisteet sen sijaan inhiboivat noin 80 ja 40 %:sti. MAO-A:ta vastaan havaittiin vain matalaa inhibiitiota, mikä teki yhdisteistä selektiivisiä MAO-B:tä kohtaan. Käytettyjen substituenttien vaikutus aktiivisuuteen on myös yhtenevä aiempien tutkimusten kanssa, joissa metoksiryhmän on havaittu olevan hydroksyyliryhmää lupaavampi. Suunniteltujen molekyylien korkea inhibiitioaktiivisuus yhdessä laskennallisten tulosten kanssa osoittaa menetelmien ja suunniteltujen molekyylien hyödyllisyyden. Kehitettyä molekyylisarjaa voidaan jatkossa hyödyntää uusien MAO-B:n kautta vaikuttavien lääkkeiden, kuten Parkinsonin taudin lääkkeiden, kehityksessä. Monoamine oxidase B (MAO-B) is part of the enzymes responsible for the oxidative metabolism of certain amines. In the brain it can have an effect on the functions of nerve cells by controlling the neurotransmitter concentrations inside the cell. MAO-B inhibitors can be used to prevent the enzymes activity and thus excessive deamination which could lead to diseases of the nervous system. The aim of this study was to find new 3-phenylcoumarins capable of interacting with human MAO-B. The study was divided into two parts. In the first part computer modelling was used to sort through databases and to dock found molecules. Seven new molecules were found with many ring structures and fluorine substituents. These molecules interacted especially with amino acids Cys172 and Tyr389 or Tyr435 in the active site of the binding pocket of the enzyme. And based on the inhibition activity measurements of these molecules, they succeed in inhibiting MAO-B and their inhibition percentages correlated with the results in computer modelling. In the second part of the experiment eight test compounds were studied with computer modelling and spectrophotometric in vitro studies for their interactions and inhibition activities with MAO-B. The test compounds had methoxy or hydroxyl substituents at the coumarin or 3-phenyl structure. In the in vitro measurements compounds with methoxy substituent showed almost always 100 % MAO-B inhibition. Hydroxyl substituents had only about 80 % and 40 % inhibition. Inhibition against monoamine oxidase A was low making these compound selective inhibitors against MAO-B. These effects on inhibition are in line with the previous studies which show more promise with methoxy than hydroxyl subtituents. The correlation between the computational results and the inhibition activities of the designed molecules shows effectiveness of both the methods and the designed molecules. The molecule series constructed here can be utilized in the future developments of new medicines involving MAO-B, like drugs for the treatment of Parkinson’s disease.
first_indexed 2023-03-22T09:56:47Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Pentik\u00e4inen, Olli", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Niinivehmas, Sanna", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Pasanen, Mira", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2015-04-08T07:47:45Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2015-04-08T07:47:45Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2015", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1472013", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/45604", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "MAO-B (MAO-B) on yksi amiinien hapetuksesta vastaavista entsyymeist\u00e4. Se vaikuttaa esimerkiksi aivoissa hermosolujen toimintaan s\u00e4\u00e4telem\u00e4ll\u00e4 hermov\u00e4litt\u00e4j\u00e4aineiden pitoisuutta solun sis\u00e4ll\u00e4. MAO-B-inhibiittoreilla voidaan est\u00e4\u00e4 kyseisen entsyymin toimintaa ja t\u00e4ten liiallista amiinien hajotusta, joka voi johtaa muun muassa hermostosairauksiin. T\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa pyrittiin suunnittelemaan ihmisen MAO-B:hen sitoutuvien 3-fenyylikumariineja. Tutkimus jakautui kahteen osaan. Ensimm\u00e4isess\u00e4 osassa tietokonemallinnuksella tietokantoja seulomalla ja l\u00f6ydettyj\u00e4 molekyylej\u00e4 telakoimalla l\u00f6ytyi seitsem\u00e4n uutta molekyyli\u00e4, jotka sis\u00e4lsiv\u00e4t paljon rengasrakenteita ja fluoriryhmi\u00e4. Molekyylit vuorovaikuttivat entsyymin aktiivisessa taskussa erityisesti Cys172 ja Tyr398 tai Tyr435 aminohappojen kanssa. Molekyyleille tehtyjen inhibiitioaktiivisuusmittausten perusteella yhdisteet inhiboivat MAO B:t\u00e4 hyvin ja inhibiitioprosentit vastasivat tietokonemallinnuksen tuloksia. Toisessa osassa tutkittiin testiaineiden vuorovaikutuksia MAO-B:n kanssa niin tietokonemallinnuksella kuin spektrofotometrisill\u00e4 in vitro mittauksilla. Testiaineiden kumariinirakenteessa tai siihen kiinnittyneess\u00e4 3-fenyylirenkaassa oli sitoutuneena metoksi- tai hydroksyylisubstituentteja. In vitro mittauksissa k\u00e4ytetyill\u00e4 konsentraatioilla metoksisubstituoiduilla 3-fenyylikumariineilla saatiin l\u00e4hes 100 %:nen MAO-B:n inhibiitio. Hydroksyylisubstituoidut yhdisteet sen sijaan inhiboivat noin 80 ja 40 %:sti. MAO-A:ta vastaan havaittiin vain matalaa inhibiitiota, mik\u00e4 teki yhdisteist\u00e4 selektiivisi\u00e4 MAO-B:t\u00e4 kohtaan. K\u00e4ytettyjen substituenttien vaikutus aktiivisuuteen on my\u00f6s yhtenev\u00e4 aiempien tutkimusten kanssa, joissa metoksiryhm\u00e4n on havaittu olevan hydroksyyliryhm\u00e4\u00e4 lupaavampi. Suunniteltujen molekyylien korkea inhibiitioaktiivisuus yhdess\u00e4 laskennallisten tulosten kanssa osoittaa menetelmien ja suunniteltujen molekyylien hy\u00f6dyllisyyden. Kehitetty\u00e4 molekyylisarjaa voidaan jatkossa hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 uusien MAO-B:n kautta vaikuttavien l\u00e4\u00e4kkeiden, kuten Parkinsonin taudin l\u00e4\u00e4kkeiden, kehityksess\u00e4.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Monoamine oxidase B (MAO-B) is part of the enzymes responsible for the oxidative metabolism of certain amines. In the brain it can have an effect on the functions of nerve cells by controlling the neurotransmitter concentrations inside the cell. MAO-B inhibitors can be used to prevent the enzymes activity and thus excessive deamination which could lead to diseases of the nervous system. The aim of this study was to find new 3-phenylcoumarins capable of interacting with human MAO-B. The study was divided into two parts. In the first part computer modelling was used to sort through databases and to dock found molecules. Seven new molecules were found with many ring structures and fluorine substituents. These molecules interacted especially with amino acids Cys172 and Tyr389 or Tyr435 in the active site of the binding pocket of the enzyme. And based on the inhibition activity measurements of these molecules, they succeed in inhibiting MAO-B and their inhibition percentages correlated with the results in computer modelling. In the second part of the experiment eight test compounds were studied with computer modelling and spectrophotometric in vitro studies for their interactions and inhibition activities with MAO-B. The test compounds had methoxy or hydroxyl substituents at the coumarin or 3-phenyl structure. In the in vitro measurements compounds with methoxy substituent showed almost always 100 % MAO-B inhibition. Hydroxyl substituents had only about 80 % and 40 % inhibition. Inhibition against monoamine oxidase A was low making these compound selective inhibitors against MAO-B. These effects on inhibition are in line with the previous studies which show more promise with methoxy than hydroxyl subtituents. The correlation between the computational results and the inhibition activities of the designed molecules shows effectiveness of both the methods and the designed molecules. The molecule series constructed here can be utilized in the future developments of new medicines involving MAO-B, like drugs for the treatment of Parkinson\u2019s disease.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Mira Pasanen (mievpasa) on 2015-04-08 07:47:44.712096. Form: Pro gradu -lomake (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake). JyX data: [jyx_publishing-allowed (fi) =True]", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija@noreply.fi) on 2015-04-08T07:47:45Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201504081553.pdf: 2096222 bytes, checksum: 35c174d3fea068d521304ba71b13d96a (MD5)\nlicense.html: 4832 bytes, checksum: 4011b1eeaedec3501821c68db23e9233 (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2015-04-08T07:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201504081553.pdf: 2096222 bytes, checksum: 35c174d3fea068d521304ba71b13d96a (MD5)\nlicense.html: 4832 bytes, checksum: 4011b1eeaedec3501821c68db23e9233 (MD5)\n Previous issue date: 2015", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "1 verkkoaineisto (42 sivua)", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "monoamiinioksidaasi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201504081553", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Bio- ja ymp\u00e4rist\u00f6tieteiden laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Biological and Environmental Science", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Solu- ja molekyylibiologia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Cell and molecular biology", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2015-04-08T07:47:46Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": null, "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4013", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kumariinit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "Parkinsonin tauti", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_45604
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:00:51Z
main_date 2015-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2015
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/a84d6fef-1c5f-41d0-97e9-3aee076b66e3\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201504081553.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2015
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Pasanen, Mira Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu monoamiinioksidaasi Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 kumariinit Parkinsonin tauti
title Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
title_full Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
title_fullStr Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
title_full_unstemmed Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
title_short Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
title_sort uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi b inhibiittoreiden suunnittelu
title_txtP Uusien alatyyppivalikoivien monoamiinioksidaasi B -inhibiittoreiden suunnittelu
topic monoamiinioksidaasi Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 kumariinit Parkinsonin tauti
topic_facet 4013 Cell and molecular biology Parkinsonin tauti Solu- ja molekyylibiologia kumariinit monoamiinioksidaasi
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/45604 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201504081553
work_keys_str_mv AT pasanenmira uusienalatyyppivalikoivienmonoamiinioksidaasibinhibiittoreidensuunnittelu