Vědci z několika skupin napříč Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR pod vedením Gabriela Birkuše připravili sadu cyklických 2‘—5‘,3‘—5‘ dinukleotidů a studovali a popsali souvislost mezi jejich strukturou a aktivitou na proteinu STING (STimulator of INterferon Genes). Výsledky jejich práce byly publikovány v časopise Journal of Medicinal Chemistry.
Cyklické dinukleotidy se v buňce chovají jako tzv. druzí poslové a tím, že se naváží právě na STING, spustí signalizační kaskádu končící expresí obranných proteinů (interferonů typu I a III, prozánětlivých cytokinů). Celá tato biochemická dráha je důležitá při rozpoznávání virové či bakteriální infekce a nádorových buněk.
Aby cyklické dinukleotidy získali, museli vědci nejdříve syntetizovat řadu analogů nukleotid-5‘-trifosfátů. Ty pak cyklizovali s ATP nebo GTP pomocí myší, lidské a kuřecí varianty enzymu cGAS (synthasy cyklického GMP–AMP). Každý z použitých enzymů vykazoval poněkud jinou substrátovou specifitu, nejširší záběr měla myší varianta. 33 připravených dinukleotidů následně vědci testovali – zjišťovali, jak silnými agonisty STINGu jsou a kolik se vyplavilo cytokinů, ale i jak moc jsou tyto látky toxické pro monocyty. Kromě toho také využili řadu výpočetních (konformační vzorkování, QM/MM) i experimentálních (diferenční skenovací fluorimetrie, rentgenostrukturní krystalografie) metod k racionálnímu popisu, jak tyto signální dinukleotidy se STINGem interagují.
Popsanou metodu je možné využít pro syntézu dalších cyklických dinukleotidů a umožnit tak jejich další výzkum i využití. Příkladem může být nedávný patent na přípravu cyklických dinukleotidů s fosfonátovou skupinou.
Původní článek: Novotná, B., Vaneková, L., Zavřel, M., Buděšínský, M., Dejmek, M., Smola, M., Gutten, O., Tehrani, Z., Pimková Polidarová, M., Brázdová, A., Liboska, R., Štěpánek, I., Vavřina, Z., Jandušík, T., Nencka, R., Rulíšek, L., Bouřa, E., Brynda, J., Páv, O. and Birkuš, G. Enzymatic Preparation of 2′–5′,3′–5′-Cyclic Dinucleotides, Their Binding Properties to Stimulator of Interferon Genes Adaptor Protein, and Structure/Activity Correlations. Journal of Medicinal Chemistry 2019, 62 (23), 10676-10690. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.9b01062
Zmíněný patent: Birkuš, G.; Páv, O.; Jandušík, T.; Rosenberg, I.; Nencka, R. 2'3' Cyclic Dinucleotides with Phosphonate Bond Activating the STING Adaptor Protein. U.S. Patent Application 20190185510, June 20, 2019.
