In search of specific inhibitors of myeloperoxidase, from mechanistic studies to application in enzymatic and cellular systems
W poszukiwaniu specyficznych inhibitorów mieloperoksydazy, od badań mechanistycznych do zastosowania w układach enzymatycznych i komórkowych
Project type: Research and development
Keywords: mieloperoksydaza inhibitory proinhibitory kwas podchlorawy nadtlenek wodoru nitroksydy kwasy hydoksamowe kwas salicylohydroksamowy próbniki profluorescencyjne kwasy boronowe
Keywords (english): myeloperoxidase inhibitors proihnibitors hypochlorous acid hydrogen peroxide nitroxides hydroxamic acids salicylichydroxamic acid profluorescent probes boronic acids
Consortium members: Project was not implemented as part of a consortium
Project implementation period: 18/06/2019 - 17/06/2023
Funding institution: Narodowe Centrum Nauki
Program name: Sonata
Project manager: Radosław Michalski
Funding value: 938 022,00 PLN
Total project value: 938 022,00 PLN
Mieloperoksydaza (MPO) jest ważnym enzymem należącym do peroksydaz hemowych i odgrywa kluczową rolę w antybakteryjnym i antywirusowym systemie obronnym ssaków. MPO wykorzystuje nadtlenek wodoru (H2O2) i jony halogenkowe do produkcji kwasów podhalogenkowych (np. HOCl). Te silne utleniacze pochodzące z MPO są zdolne do zwalczania patogenów podczas różnych infekcji, równocześnie stanowią jeden z kluczowych czynników w patogenezie licznych chorób (np. w miażdżycy). Z tego względu poszukuje się skutecznych i specyficzne inhibitorów MPO, które w przyszłości mogą zostać zastosowane jako leki. W niniejszym projekcie skupiono się na badaniach podstawowych kilku inhibitorów MPO pochodnych kwasu hydroksamowego oraz rodników nitroksylowych. Kwasy hydroksamowe, w szczególności analogi kwasu salicylohydroksyamowy (SHA), są efektywnymi inhibitorami MPO, które wiążą się z miejscem aktywnym tego enzymu. Rodniki nitroksylowe natomiast inhibitują działanie chlorujące i nitrujące MPO, peroksydazy hemowej. Skuteczność badanych inhibitory MPO będzie oceniana w trakcie badań enzymatycznych i w modelowym układzie komórkowym. Ze względu na ograniczenia obecnie stosowanych metod monitorowania powstawania kwasu podchlorawego, głównego czytnika utleniającego produkowanego przez MPO, niezbędne jest opracowanie odpowiedniej metody skryningowej umożliwiającej szybkie badania przesiewowe potencjalnych inhibitorów mieloperoksydazy. Z tego też względu, projekt ten poświęcono również poszukiwaniu nowej i niezawodnej metody przesiewowej inhibitorów MPO. Optymalna metodyka badania zostanie ustalona w trakcie realizacji projektu. Realizacja niniejszego projektu umożliwi znalezienie bardziej specyficznych inhibitorów mieloperoksydazy i pozwoli ocenić ich skuteczność. Znalezienie optymalnej metodyki do przesiewowego poszukiwania potencjalnych inhibitorów MPO przyspieszy poszukiwanie najbardziej skutecznych inhibitorów, potencjalnych przyszłych leków. Z szerszego punktu widzenia, proponowane w projekcie badania są niezwykle ważne dla rozwoju medycyny i wyjaśnieniu patogenezy chorób związanych z nadprodukcją MPO.
Myeloperoxidase (MPO) is an important member of the haem peroxidases and plays an essential role in the antimicrobial and antiviral defense system in mammals. MPO utilizes hydrogen peroxide (H2O2) and halide ions to produce hypohalous acids (e.g. HOCl). These powerful MPO-derived oxidants are capable of killing various pathogens during infections but also those species generated in excess are thought to be a key factor in pathogenicity of many diseases. Therefore, there is an appreciable interest in the development of MPO inhibitors. In this project an emphasis will be put on searching, synthesis and validation of selective and highly specific inhibitors of myeloperoxidase among hydroxamic acids analogs and nitroxides. Hydroxamic acids, including derivatives of salicylhydroxamic acid (SHA), are reported to be promising inhibitors of MPO, whereas nitroxides can inhibit the chlorinating and nitrating activity of myeloperoxidase and interacting with compounds I and II of this haem peroxidase. Studied MPO inhibitors will also be validated in cellular systems. Due to limitations of a currently used assays for monitoring of a MPO-derived hypochlorous acid (HOCl), it is essential to develop a new method that can be utilized in high-throughput screening of MPO inhibitors. Therefore, this project is also dedicated to the development of a novel and reliable screening method of myeloperoxidase inhibitors. The optimal methodology will be established in the course of research. The realization of this project will help to find more specific inhibitors of myeloperoxidase and validate them in cellular systems, while finding optimal methodology of high-throughput screening of MPO inhibitors will accelerate the search of the most effective one. From a wider point of view, the research proposed in the project is extremely important for the reduction of MPO-derived disease pathogenesis and further studies in the field.
Go back