Adaptácia enzýmových metód pre testovanie s vysokou priepustnosťou s využitím ECHO-MS

Abstract

High throughput screening for potential inhibitors of enzyme purine nucleoside phosphorylase (PNP) was developed during the work on this thesis. Products of PNP-catalysed reaction, hypoxanthine and ribose-1-phosphate, were quantified using mass spectrometry. Advantages and disadvantages of an Echo® MS device were explored and compared to the previously used radioenzymatic method. The emphasis was put on assay robustness and automatization of the protocol. Acoustic droplet ejection technique (ADE) and contactless dispensing of chemicals were employed, using Echo® 550 and Certus Flex® devices. These allowed to reduce reaction volume from original 20 µl to 5 µl and perform the whole reaction in a 384-well plate, decreasing the costs and increasing the throughput. Using a developed Echo® MS method, the time of analysis was shortened from 8 minutes per sample for radiometric analysis to 0,2 minute per sample. Furthermore, enzyme assay parameters, such as PNP concentration, composition of reaction mixture, incubation time and reaction termination were optimized, following the rules of HTS. The method developed in this work was employed for PNP inhibitors screening and their IC50 determination. Moreover, the HTS method enabled screening of the whole library of IOCB in-house synthesized compounds (~ 8000)....

V rámci tejto diplomovej práce bola vytvorená vysoko priepustná metóda určená na testovanie potenciálnych inhibítorov enzýmu purínnukleozidfosforylázy (PNP). Použitou detekčnou metódou bola hmotnostná spektrometria, stanovované boli predovšetkým produkty reakcie katalyzovanej PNP, a to hypoxantín a ribóza-1-fosfát. Skúmané boli detekčné schopnosti a úskalia prístroja Echo® MS, ktoré boli porovnávané s predchádzajúcou rádioenzymatickou metódou. Dôraz bol kladený hlavne na robustnosť metódy a automatizáciu postupu. Boli použité techniky nanášania látok pomocou akustického dávkovania kvapiek (ADE) a bezkontaktného dávkovania roztokov s využitím prístrojov Echo® 550 a Certus Flex® . Vďaka tomu bolo možné zmenšiť enzýmovú reakciu z pôvodných 20 µl na 5 µl a realizovať ju celú v jamkách 384-jamkovej mikrotitračnej platničky, čím došlo k zníženiu nákladov a zvýšeniu priepustnosti testovaných inhibítorov. Čas analýzy jednej vzorky sa skrátil z 8 minút rádiometrickej metódy na 0,2 minúty využitím Echo® MS metódy. Ďalej boli optimalizované parametre enzýmovej reakcie ako koncentrácia PNP, zloženie reakčnej zmesi, čas reakcie a spôsob jej zastavenia, a to všetko s ohľadom na podmienky čoraz viac žiadaného testovania látok s vysokou priepustnosťou (HTS). Vytvorená metóda bola aplikovaná pre testovanie...