Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla

Virtuaaliseulonnassa uusia potentiaalisia lääkeaineita pyritään tunnistamaan hyödyntämällä tietoa sairauteen liittyvän proteiinin rakenteesta ja ligandeista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli käyttää virtuaaliseulontaa uusien fosfodiesteraasi 10A (engl. phosphodiesterase 10A, PDE10A) – estäjien lö...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Jokinen, Elmeri
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Department of Biological and Environmental Science, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2018
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59497
_version_ 1828193093344559104
author Jokinen, Elmeri
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Jokinen, Elmeri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Jokinen, Elmeri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Jokinen, Elmeri
datasource_str_mv jyx
description Virtuaaliseulonnassa uusia potentiaalisia lääkeaineita pyritään tunnistamaan hyödyntämällä tietoa sairauteen liittyvän proteiinin rakenteesta ja ligandeista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli käyttää virtuaaliseulontaa uusien fosfodiesteraasi 10A (engl. phosphodiesterase 10A, PDE10A) – estäjien löytämiseksi. PDE10A toimii aivojen motorisia ja kognitiivisia toimintoja hallinnoivilla alueilla ja se on yhdistetty esimerkiksi skitsofrenian ja Huntingtonin taudin kehittymiseen. Työssä luotiin ligandin muodon ja elektrostaattiset ominaisuudet kuvaavia sitoutumismalleja sekä ligandipohjaisia, kvantitatiiviseen rakenne-aktiivisuussuhteeseen perustuvia malleja. Malleilla seulottiin n. 140 000 lääkkeenkaltaista molekyyliä sisältänyt tietokanta. Lupaavimpien molekyylien sitoutumiskonformaatioiden tarkempaan arviointiin käytettiin telakointia ja sitoutumisenergialaskentaa. Parhaan ennusteen saaneet molekyylit testattiin kokeellisesti ja näistä kolmelle määritettiin mikromolaarinen IC50-arvo. Uusien PDE10A-estäjien aktiivisuuden ennustettiin perustuvan erityisesti Q716- ja Y683-aminohappojen kanssa muodostuneisiin vetysidoksiin. Tutkimuksen tulokset tarjoavat lähtökohdan uusien PDE10A:han kohdistuvien lääkeainemolekyylien kehittämiseen. Luodut sitoutumisennusteet mahdollistavat löydettyjen estäjämolekyylien sitoutumisominaisuuksien parantamisen hyödyntämällä kattavammin PDE10A:n sitoutumistaskussa havaitut potentiaaliset vuorovaikutuskohdat. In virtual screening, information about the structure and ligands of a disease-related protein is used to identify new potential drug candidates. The aim of this study was to utilize virtual screening to discover novel phosphodiesterase 10A (PDE10A) inhibitors. PDE10A operates in regions of brain related to motoric and cognitive functions and it has been linked to several diseases, such as schizophrenia and Huntington’s disease. In this study, models based on ligand shape and electrostatics and on ligand-based quantitative structure-acitivity relationship were created. The models were used to virtually screen a database of 140 000 drug-like molecules. Binding conformations of the most promising drug candidates were evaluated more precisely by using molecular docking and binding energy calculations. The best candidates were tested experimentally. Three new PDE10A inhibitors with micromolar IC50-values were discovered. Activity of the new inhibitors was predicted to be based especially on hydrogen bonding with the Q716 and Y683 residues in the PDE10A binding cavity. The results of this study provide a starting point for development of new potent drug molecules for PDE10A. The binding predictions created in this study enable improvement of the binding properties of the discovered inhibitors by a more comprehensive utilization of the potential interaction sites observed in the PDE10A binding cavity.
first_indexed 2019-08-19T08:21:47Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Pentik\u00e4inen, Olli", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Postila, Pekka", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Jokinen, Elmeri", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2018-09-13T07:18:41Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2018-09-13T07:18:41Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2018", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59497", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Virtuaaliseulonnassa uusia potentiaalisia l\u00e4\u00e4keaineita pyrit\u00e4\u00e4n tunnistamaan hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 tietoa sairauteen liittyv\u00e4n proteiinin rakenteesta ja ligandeista. T\u00e4m\u00e4n tutkimuksen tarkoituksena oli k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 virtuaaliseulontaa uusien fosfodiesteraasi 10A (engl. phosphodiesterase 10A, PDE10A) \u2013 est\u00e4jien l\u00f6yt\u00e4miseksi. PDE10A toimii aivojen motorisia ja kognitiivisia toimintoja hallinnoivilla alueilla ja se on yhdistetty esimerkiksi skitsofrenian ja Huntingtonin taudin kehittymiseen. Ty\u00f6ss\u00e4 luotiin ligandin muodon ja elektrostaattiset ominaisuudet kuvaavia sitoutumismalleja sek\u00e4 ligandipohjaisia, kvantitatiiviseen rakenne-aktiivisuussuhteeseen perustuvia malleja. Malleilla seulottiin n. 140 000 l\u00e4\u00e4kkeenkaltaista molekyyli\u00e4 sis\u00e4lt\u00e4nyt tietokanta. Lupaavimpien molekyylien sitoutumiskonformaatioiden tarkempaan arviointiin k\u00e4ytettiin telakointia ja sitoutumisenergialaskentaa. Parhaan ennusteen saaneet molekyylit testattiin kokeellisesti ja n\u00e4ist\u00e4 kolmelle m\u00e4\u00e4ritettiin mikromolaarinen IC50-arvo. Uusien PDE10A-est\u00e4jien aktiivisuuden ennustettiin perustuvan erityisesti Q716- ja Y683-aminohappojen kanssa muodostuneisiin vetysidoksiin. Tutkimuksen tulokset tarjoavat l\u00e4ht\u00f6kohdan uusien PDE10A:han kohdistuvien l\u00e4\u00e4keainemolekyylien kehitt\u00e4miseen. Luodut sitoutumisennusteet mahdollistavat l\u00f6ydettyjen est\u00e4j\u00e4molekyylien sitoutumisominaisuuksien parantamisen hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 kattavammin PDE10A:n sitoutumistaskussa havaitut potentiaaliset vuorovaikutuskohdat.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "In virtual screening, information about the structure and ligands of a disease-related protein is used to identify new potential drug candidates. The aim of this study was to utilize virtual screening to discover novel phosphodiesterase 10A (PDE10A) inhibitors. PDE10A operates in regions of brain related to motoric and cognitive functions and it has been linked to several diseases, such as schizophrenia and Huntington\u2019s disease. In this study, models based on ligand shape and electrostatics and on ligand-based quantitative structure-acitivity relationship were created. The models were used to virtually screen a database of 140 000 drug-like molecules. Binding conformations of the most promising drug candidates were evaluated more precisely by using molecular docking and binding energy calculations. The best candidates were tested experimentally. Three new PDE10A inhibitors with micromolar IC50-values were discovered. Activity of the new inhibitors was predicted to be based especially on hydrogen bonding with the Q716 and Y683 residues in the PDE10A binding cavity. The results of this study provide a starting point for development of new potent drug molecules for PDE10A. The binding predictions created in this study enable improvement of the binding properties of the discovered inhibitors by a more comprehensive utilization of the potential interaction sites observed in the PDE10A binding cavity.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2018-09-13T07:18:41Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2018-09-13T07:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2018", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "49", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "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": "rationaalinen l\u00e4\u00e4keainesuunnittelu", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Uusia fosfodiesteraasi 10A-est\u00e4ji\u00e4 virtuaalisen l\u00e4\u00e4keaineseulonnan avulla", "language": "", "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-201809134099", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "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": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "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": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "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": null, "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": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "skitsofrenia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "l\u00e4\u00e4kesuunnittelu", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "Huntingtonin tauti", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_59497
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:02:43Z
main_date 2018-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2018
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/c5b78e46-3602-41a0-a7be-701023ba8b4f\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201809134099.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2018
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Jokinen, Elmeri Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla rationaalinen lääkeainesuunnittelu Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 skitsofrenia lääkesuunnittelu Huntingtonin tauti
title Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_full Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_fullStr Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_full_unstemmed Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_short Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_sort uusia fosfodiesteraasi 10a estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
title_txtP Uusia fosfodiesteraasi 10A-estäjiä virtuaalisen lääkeaineseulonnan avulla
topic rationaalinen lääkeainesuunnittelu Solu- ja molekyylibiologia Cell and molecular biology 4013 skitsofrenia lääkesuunnittelu Huntingtonin tauti
topic_facet 4013 Cell and molecular biology Huntingtonin tauti Solu- ja molekyylibiologia lääkesuunnittelu rationaalinen lääkeainesuunnittelu skitsofrenia
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59497 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201809134099
work_keys_str_mv AT jokinenelmeri uusiafosfodiesteraasi10aestäjiävirtuaalisenlääkeaineseulonnanavulla