Ihmisen ja bakteerien mono-ADP-ribosyylitransferaasien entsyymiaktiivisuusmittausmenetelmien ja inhibiittorien kehittäminen

ADP-ribosylaatio on biokemiallinen modifikaatio, jonka on uskottu kehittyneen bakteereissa lajienvälisen kilpavarustelun seurauksena. ADP-ribosylaation puolustukselliset mekanismit ovat edelleen läsnä ihmisen mono-ADP-ribosyylitransferaaseissa, jotka ovat vahvasti yhdistetty immuunijärjestelmän säätelyyn ja antiviraaliseen puolustukseen. Lisäksi monet näistä entsyymeistä on yhdistetty kliinisesti relevantteihin solutason mekanismeihin, kuten allergisiin reaktioihin, kasvainten muodostumiseen sekä immunosupressiivisiin vaikutuksiin syöpien yhteydessä. Nämä tutkimuslöydökset ovat lisänneet kiinnostusta tehokkaiden ja selektiivisten mono-ADP-ribosyylitransferaasi-inhibiittoreiden kehittämiseen, joka on huipentunut PARP7- ja PARP14-inhibiittoreiden etenemiseen kliinisiin kokeisiin.

Tässä työssä kehitettiin homogeeninen, kustannustehokas sekä helposti saatavilla oleva menetelmä ihmisen mono-ADP-ribosyylitransferaasien aktivisuuden mittaukseen, mikä tukee tehokkaampien inhibiittorien kehitystä sekä niiden selektiivisyysprofiilin optimointia koko entsyymiperheen tasolla. Mittausmenetelmää sovellettiin tähän asti tehokkaimpien entsyymiperhetasolla selektiivisten PARP10-inhbiittoreiden kehittämiseen. PARP10 on osoittautunut potentiaaliseksi lääkeainekohteeksi johtuen sen rooleista DNA:n korjausmekanismeissa, tuumorigeneesissä sekä yliekspressiosta useissa syöpätyypeissä, kuten akuutissa myelooisessa leukemiassa.

Lisäksi työssä löydettiin inhibiittoreita useille rifamysiini-antibiootteja ADP-ribosyloiville Arr-entsyymeille. Näiden antibioottien ADP-ribosylaatio johtaa antimikrobiaalisen vaikutuksen menetykseen ja täten Arr-entsyymit vaikuttavat osaltaan kasvavaan maailmanlaajuiseen antibioottiresistenssiongelmaan. Työssä löydetyt inhibiittorit yhdistettynä tehtyyn rakennetutkimukseen ja solukokeisiin luovat perustan tulevalle kehitystyölle Arr-entsyymien välittämän rifamysiiniresistenssin torjumiseksi.