Seminarium Zakładu Biofizyki

5’-Nukleotydazy to grupa enzymów należących do rodziny hydrolaz. Pełnią one kluczową rolę w metabolizmie nukleotydów, katalizując reakcje defosforylacji niecyklicznych 5’-monofosforanów nukleozydów do odpowiedniego nukleozydu oraz nieorganicznego fosforanu. W 2012 roku zidentyfikowany został ósmy enzym należący do rodziny 5’-nukleotydaz, cytozolowa 5’-nukleotydaza IIIB (cNIIIB). cNIIIB jest unikalną 5’-nukleotydazą ze względu na swoje preferencję substratowe. Wykazuje wysokie powinowactwo do jednego z metabolitów końca 5’ mRNA, którym jest 5’-monofosforan 7-metyloguanozyny (m7GMP), co sugeruje potencjalny udział tego enzymu w degradacji mRNA. Jednakże biologiczna rola oraz struktura krystalograficzna ludzkiego enzymu cNIIIB nie została jeszcze poznana. Celem niniejszego projektu jest synteza nowych analogów m7GMP jako potencjalnych inhibitorów enzymu cNIIIB. Zsyntezowano serię nowych analogów m7GMP posiadających modyfikacje w obrębie zasady azotowej oraz reszty fosforanowej. Zsyntezowane związki zostały przebadane biologicznie w celu wyłonienia nowych inhibitorów. Związki o największym powinowactwie do cNIIIB zostały wykorzystane do badań w ekstraktach komórkowych w celu poznania roli tego enzymu w degradacji mRNA.

5’-Nucleotidases are the enzymes responsible for hydrolysis of nucleosides 5’-monophosphates to the corresponding nucleosides and inorganic phosphate. 5’-nucleotidases are involved in regulation of cellular levels of nucleoside 5’-monophosphates. Some 5’-nucleotidases are also involved in deactivation of certain nucleoside-derived drugs. A recently identified cytosolic 5’-nucleotidase IIIB (cNIIIB) shows preference towards 7-methylguanosine monophosphate (m7GMP) as a substrate, which suggests its potential involvement in mRNA degradation. However, biological function and structure of human cNIIIB are still unknown. Here, we synthesized a series of m7GMP analogues that could be used to modulate the processes related to cNIIIB activity. Using high-throughput screening methods a library of mono- and diphosphate 7-methylguanine nucleotide analogues was tested for inhibition of cNIIIB. Selected compounds were applied in cell extracts to investigate the role of human cytosolic 5’-nucleotidase IIIB in mRNA degradation pathways using a mass spectrometry based assay.