Uusien monoamiinioksidaasi B:n inhibiittorien hyödyntäminen lääkeainetutkimuksessa

Abstract

Monoamiinioksidaasi (MAO) on entsyymi, jonka kahta eri alamuotoa (MAO-A ja MAO-B) esiintyy mitokondrioiden ulkokalvoilla. MAO-entsyymit katalysoivat monoamiinien, kuten dopamiinin, serotoniinin ja adrenaliinin, oksidatiivista deaminaatiota. MAO-entsyymien liiallinen aktiivisuus hermosoluissa aiheuttaa muun muassa Parkinsonin- ja Alzheimerin tautia, dementiaa ja masennusta. MAO-B:tä esiintyy lähinnä hermosoluissa, kun taas MAOA:ta esiintyy myös sisäelimissä, joten MAO-B:lle selektiiviset inhibiittorit ovat hyviä lääkeaineita monien neurologisten tautien hoidossa. Joitain MAO-B selektiivisiä inhibiittoreita, kuten pargyliiniä, käytetäänkin jo yhdessä lääkeaine Levodopan kanssa estämään Parkinsonin tautiin liittyvää liiallista dopamiinin hajotusta aivoissa. Näin ollen uusien, tehokkaiden ja turvallisten MAO-B selektiivisten inhibiittorien löytäminen on hyvin tärkeä aihe lääkeainetutkimuksessa. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia 23 uutta MAO-B selektiivistä inhibiittoria ja niiden sitoutumis- ja inhibitiotehokkuutta MAO-B:n sitoutumistaskussa. Tutkimus toteutettiin sekä tietokoneella tehdyllä telakointisimulaatiolla että laboratoriossa suoritetulla fosfataasiaktiivisuusmittauksella. Tulokset osoittivat, että testimolekyylien inhibitiotehokkuus ei ollut samalla tasolla kaupallisen pargyliiniinhibiittorin kanssa. Telakointien ja fosfataasiaktiivisuusmittausten tulokset kuitenkin auttavat edistämään tulevaisuudessa tehtävien jatkotutkimusten menetelmien suunnittelua ja toteuttamista. Tulokset auttavat myös valitsemaan erilaisia inhibiittoreita tuleviin jatkotutkimuksiin.

Monoamine oxidase (MAO) is an enzyme that is expressed in two different isoforms (MAOA and MAO-B) on the outer membranes of mitochondria. MAOs catalyse the oxidative deamination of monoamines such as dopamine, serotonin and adrenaline. The excessive activity of MAOs in nerve cells cause Parkinson’s- and Alzheimer’s diseases, dementia, depression and many other neurological disorders. MAO-B is predominantly expressed in nerve cells, but MAO-A is expressed also in the internal organs. This makes MAO-B selective inhibitors great drugs for the treatment of a variety of different neurological disorders and diseases. Some MAO-B selective inhibitors, such as pargyline, are already being used alongside the drug Levodopa to prevent the Parkinson’s disease associated excessive deamination of dopamine in the brain. This means that discovering new, effective and safe MAO-B selective inhibitors is an important subject in drug research. The aim of this study was to test the binding efficiency and inhibition efficiency of 23 new MAO-B selective inhibitors inside the binding site of MAO-B. The study was carried out by a docking simulation using computer software, and also in practice in the form of a phosphatase activity assay in the laboratory. The results showed that the inhibition efficiency of the test molecules were not on par with the commercial pargyline inhibitor. However, the results of the docking simulations and phosphatase activity assays do help in planning and executing future studies on the subject. The results also help in choosing different kinds of inhibitors for the future studies.