인체 단백질의 라이신 잔기에 대한 반응성 트리아진 지지체 프로브 개발
Development of reactive probes based on triazine scaffold for targeting lysine residues in the human proteome
- 주제(키워드) 도움말 Triazine , lysine residue targeting probe , anticancer
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 박 정 민
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 KIST강릉분원학.연협동과정
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000011979
- UCI I804:42001-000000011979
- 본문언어 영어
초록/요약 도움말
카이나제는 세포의 신호전달에 중요한 역할을 하는 단백질로 주로 하위에 있는 단백질의 특정부위에 인산화를 통하여 활성화 된다. 하위 단백질의 특정 아미노산 시컨스의 인산화는 세포내의 ATP 를 활용하고 카이나제 인산화에 의해 세포의 분열 및 세포의 성장 등 세포가 생존하는데 중요한 역할을 한다. 키이나제의 돌연변이, 과발현 및 조절 이상은 자가면역 질환, 염증성 질환, 암과 같은 다양한 질병의 진행에 중요한 역할을 한다. 특히 암의 경우 카이나제의 특정서열에 대한 돌연변이 발생으로 인해 단백질 카이나제의 활성이 정상적으로 조절되지 않아 세포의 분열이 계속 진행되는 암세포로 발전함. 본 논문에서는 암세포 성장을 유발하는 카이나제를 발견하기 위해 트리아진을 기반으로 한 공유결합 카이나제 프로브 개발에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 트리아진 골격을 횔용하여 카이나제에 결합할 수 있는 카이나제 억제제를 설계하였습니다. 이 억제제는 카이나제의 활성을 특이적으로 억제하여 세포가 분열 및 성장을 억제하도록 설계하였다. 트리아진은 C3 대칭 구조를 가진 화합물로 비교적 안정적이지만, 다양한 화학 반응을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 친핵성 치환 반응을 통해 다양한 생리학적 및 화학적 활성을 가진 유도체를 생성할 수 있다. 특히, 트리아진의 위치 1에 키나제의 라이신 잔기와 공유 결합할 수 있는 기능성 그룹으로 페닐 알데히드를 도입하고, 위치 2에는 풀다운 및 라벨링을 수행할 수 있는 링커를 도입했으며, 위치 3에는 다양한 기능성 그룹을 도입하여 트리아진의 효능을 높이도록 설계하였다. 먼저, 35종의 페닐 아민과 벤질 아민을 사용하고, DIEA를 염기로 하여 THF에서 0°C에서 반응을 진행하여 고수율로 분리하였다. 두 번째 반응에서는 동일한 반응 조건 하에 but-3-yn-1-amine hydrochloride를 링커로 도입하였고, 세 번째 반응에서는 4-(브로모메틸)-2-하이드록시벤즈알데히드를 도입하여 카이나제의 라이신 잔기와 공유 결합을 유도하였다. 본 연구에서는 다양한 아민을 사용하여 35종의 화합물을 합성하였고, 합성된 화합물의 세포독성은 HCT116, AGS, MCF-7, PANC-1, A549, MDA-MB-231 등 6개의 암세포주를 이용하여 평가하였다. 화합물을 활용한 스크리닝에서 T-15, T-29, T-33화합물이 암세포에서 성장억제 효능이 나타났다. 화합물을 활용한 스크리닝에서 세포주 중에서 AGS와 HCT-116 세포주가 합성된 트리아진 유도체에 가장 민감하게 반응하였다. 현재 이 화합물들과 결합하는 단백질체 (proteome)를 분석하는 연구가 진행 중이다.
more초록/요약 도움말
Protein kinase plays an important role in cell growth due to the phosphorylation process of specific amino acids with ATP, therefore inducing a change from an inactive to an active form of the protein. Mutations, overexpression, and dysregulation of protein kinases are crucial in the progression of various diseases: autoimmune disorders, inflammatory conditions, and most importantly, cancer. Due to mutation, the protein kinase activity is not regulated normally, which causes cancer cells to proliferate. In this thesis, we carried out a study on the development of a covalent kinase probe based on triazine to discover the kinase that causes cancer cell growth. In this study, we designed a kinase inhibitor that can bind to kinase using a triazine scaffolder. They can specifically inhibit the activity of kinases to ensures that cells grow and divide at the right time and pace. When these pathways function properly, they maintain healthy cell proliferation. Triazine is a compound with a C3 symmetry structure, which relatively stable but can undergo various chemical reactions, such as nucleophilic substitutions to create a wide range of derivatives with various biological and chemical activities. In particular, a phenyl aldehyde was introduced as a functional group that can covalently bond with the lysine residue of kinase at position 1, a linker that can perform pull-down and labeling was introduced at position 2, and various functional groups were introduced at position 3 that can provide variation, designed to increase the efficacy of triazine. First, 35 phenyl amines and benzyl amines were used and DIEA was used as a base to perform the reaction at 0 oC using THF, and the triazine with 35 amines was obtained in high yield through column chromatography. In the second reaction, but-3-yn-1-amine hydrochloride was introduced as a linker under the same reaction conditions, and in the third reaction, 4-(bromomethyl)-2-hydroxybenzaldehyde was introduced to induce covalent bonding with the lysine residue of kinase. In this study, by using various amines, 35 compounds were synthesized, and the cytotoxicity of the synthesized compounds was evaluated using six cancer cell lines: HCT116, AGS, MCF-7, PANC-1, A549, and MDA-MB-231. Currently, compounds with excellent efficacy have been discovered, as seen in T-15, T-29, and T-33. Among the tested cell lines, AGS and HCT-116 is the most sensitive to the synthesized triazine derivatives. Target identification is under way to identify target kinase that bind to the triazine derivatives.
more목차 도움말
LIST OF FIGURES 1
LIST OF TABLES 3
ABBREVIATIONS AND SYMBOLS 4
초록 6
ABSTRACT 8
CHAPTER 1. INTRODUCTION 10
1.1. Role of protein kinase in cancer 10
1.2. Kinase inhibitors 13
1.3. Lysine residue in kinases 20
1.4. Design the kinase scaffold probe 21
CHAPTER 2. MATERIALS AND METHOD 25
2.1. General synthesis of triazine derivatives 25
2.2. Screening triazine derivatives in cancer cell line 34
2.2.1. Cancer cell line for testing 34
2.2.2. Screening method 35
2.2.3. Anticancer effect of triazine derivatives in A549 cell line 36
2.2.4. Anticancer effect of triazine derivatives in PANC-1 cell line 38
2.2.5. Anticancer effect of triazine derivatives in MCF-7 cell line 39
2.2.6. Anticancer effect of triazine derivatives in MDA-MB-231 cell line 42
2.2.7. Anticancer effect of triazine derivatives in HCT-116 cell line 44
2.2.8. Anticancer effect of triazine derivatives in AGS cell line 45
CHAPTER 3. CONCLUSION 50
CHAPTER 4. EXPERIMENTS 53
4.1. Materials 53
4.2. Synthesis Procedure 53
REFERENCES 81
NMR DATA 88
ACKNOWLEDGEMENT 123
