Studium struktury a interakcí vybraných forkhead transkripčních faktorů

Abstract

Tato magisterská práce vznikla jako součást projektu, jehož cílem je vývoj a studium nízkomolekulárních látek schopných inhibovat aktivitu transkripčního faktoru FOXO3. FOXO3 tvoří spolu s FOXO1, FOXO4 a FOXO6 FOXO podrodinu forkhead rodiny transkripčních faktorů. FOXO transkripční faktory jsou evolučně konzervované proteiny, které se účastní regulace celé řady buněčných dějů, mezi něž spadá regulace apoptózy, buněčného cyklu a metabolismu. Díky své proapototické funkci a schopnosti blokovat buněčný cyklus jsou FOXO proteiny považovány za tumorové supresory. Nicméně se ukazuje, že jejich zvýšená aktivita souvisí s mnoha typy rakovinného bujení. FOXO proteiny působí jako regulátory buněčné homeostáze, zvyšují odolnost nádorů vůči chemoterapii a podporují jejich růst. Cílem tohoto projektu je vyvinout specifické inhibitory schopné vázat se na DNA-vazebnou doménu, zkráceně DBD (z angl. DNA-binding domain, residua 156-269), FOXO3 a znemožnit tak její vazbu na DNA. Vývoj specifických inhibitorů FOXO3 vyžaduje znalost struktury DBD všech FOXO proteinů a detailní znalost jejich interakce s DNA. Doposud jsou známy struktury komplexů DNA s DBD FOXO1, FOXO3, FOXO4 a struktury volných DBD FOXO3 a FOXO4. V této práci byla vyřešena struktura volné DBD FOXO1. V předchozí práci byla studována sloučenina S9, která...

This diploma thesis is a part of a project aiming to develop and study specific inhibitors of FOXO3 transcriptional activity. FOXO3 belongs together with FOXO1, FOXO4 and FOXO6 to FOXO subfamily of forkhead family transcription factors. FOXO transcription factors are evolutionary conserved proteins playing important roles in numerous cellular processes, such as apoptosis, cell cycle regulation and metabolism. Due to their ability to induce apoptosis and to block the cell cycle they are considered tumor suppresors. However, it has been shown that increased activity of FOXO proteins is connected with many kinds of cancer. In such cases FOXO proteins function to maintain cell homeostasis. They promote tumor resistance against chemotherapy as well as they speed up its growth. The aim of this project is to develop specific inhibitors able to bind to FOXO3 DNA-binding domain (DBD, residues 156-269) and to block its interaction with target DNA. Development of specific inhibitors of FOXO3 transcriptional programme requires knowledge of solution structure of all FOXO DBDs and detailed insight into their interaction with target DNA. So far crystal structures of complexes of FOXO1, FOXO3 and FOXO4 with target DNA and solution NMR structures of apo DBDs of FOXO3 and FOXO4 have been solved. One of the goals of...