Site-directed mutagenesis of the human histamin H4 receptor: The role of Arg-341 in the interaction with cyanoguanidine - type H4R agonists

Abstract

Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biochemických věd Kandidát: Kateřina Ládová Školitel: Prof. Dr. Armin Buschauer Doc. RNDr. Lenka Skálová, Ph.D. Název diplomové práce: Cílené mutace lidského histaminového H4 receptoru: Postavení Arg-341 za vzájemného působení H4R agonistů cyanoguanidinového typu Lidský histaminový H4 receptor (hH4R) byl objeven v roce 2000. Předpokládá se, že H4R zaujímá postavení v imunologických pochodech a může tak být potenciálním cílem vývoje nových léků v terapii zánětlivých onemocnění. Naklonování a exprese hH4Ru odstartovaly hledání selektivních agonistů a antagonistů. Nedávno byl v sérii agonistů cyanoguanidinového typu identifikován vysoce účinný a receptorově selektivní H4R agonista, UR-PI376, (2-cyano-1-[4-(1-H-imidazol-4-yl)butyl]-3-[(2-fenylthio)ethyl] guanidin), s jasnými preferencemi k hH4Ru před H4Rem myšovitých (mH4R). Dle molekulárních modelových studií, UR-PI376 tvoří dvě vodíkové vazby mezi cyanoguanidinovým zbytkem a argininem 341 hH4Ru, což vedlo k doměnce, že Arg-341 je důvodem, proč je UR-PI376 selektivnější k hH4Ru než k lidskému histaminovému H3 receptoru (hH3R) a proč upřednostňuje hH4R před mH4Rem. Abychom objasnili roli této aminokyseliny ve vzájemné interakci s cyanoguanidiny, vytvořili jsme tři mutanty:...

Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biochemical Sciences Candidate: Kateřina Ládová Consultant: Prof. Dr. Armin Buschauer Doc. RNDr. Lenka Skálová, Ph.D. Title of diploma thesis: Site-directed mutagenesis of the human histamine H4 receptor: The role of Arg-341 in the interaction with cyanoguanidine-type H4R agonists The human histamine H4 receptor (hH4R) was discovered in 2000. The H4R is supposed to be involved in immunological processes and is considered a potential drug target, e. g., for the treatment of inflammatory diseases. Cloning and expression of the hH4R inspired to the search for selective agonists and antagonists. Recently, UR-PI376 (2-cyano-1-[4-(1H- imidazol-4-yl)butyl]-3-[(2-phenylthio)ethyl]guanidine) was identified within a series of cyanoguanidines as a highly potent and subtype-selective H4R agonist with pronounced preference for the human over the murine H4R (mH4R). According to molecular modelling studies, the cyanoguanidine moiety of UR-PI376 forms charge-assisted hydrogen bonds with Arg-341 of the hH4R, suggesting this amino acid brings about selectivity for the hH4R over the hH3R and is the reason for the preference of UR-PI376 for hH4R over mH4R as well. To elucidate the role of this amino acid in the interaction with...