AKR1C3-entsyymin tuotto-, puhdistus- ja kiteytysolosuhteiden optimointi

Abstract

Aldo-keto-reduktaasi (AKR) kuuluu oksidoreduktaasin superperheeseen. Ihmisen (Homo sapiens) AKR1C3 (aldo-keto reduktaasi C3) säätelee elimistön hormonituotantoa osallistumalla prostaglandiini- ja steroidisynteeseihin. Häiriöt AKR1C3-geenin toiminnassa vaikuttavat ratkaisevasti erilaisten sairauksien, kuten hormoniriippuvaisten syöpien syntymiseen. Tällä hetkellä kliiniseen käyttöön ei ole hyväksytty yhtään AKR1C3-entsyymiin kohdennettua lääkeainetta. Tutkimuksen tavoitteena oli optimoida rekombinanttisen AKR1C3-proteiinin tuotto- ja puhdistusolosuhteet sekä tutkia tietokonemallinnuksella suunniteltujen molekyylien sitoutumista AKR1C3-entsyymiin. Tuotto- ja puhdistusmenetelmien optimoinnissa onnistuttiin saamaan 0.5 l tuotolla 11.9 mg 96.5 % puhdasta AKR1C3- proteiinia. Molekyylien sitoutumista AKR1C3-entsyymiin tutkittiin lämpötilariippuvaisella fluoresenssispektroskopialla. 64 tutkitusta molekyylistä 6 molekyyliä sitoutui AKR1C3-entsyymiin. Molekyylien sitoutumismuodon määrittämiseksi AKR1C3-entsyymi ja ligandi kiteytettiin riippuva pisara – menetelmän sekä liuotuskokeen avulla. Muodostuneista kompleksikiteissä havaittiin diffraktiota röntgenkristallografialla (MASSIF-1, ESRF). Tutkimuksessa löydettiin uusi suunta AKR1C3-kohdennetun lääkkeen kehittämiseen – kumariinijohdannaiset ligandit.