Molecular tools for the NPY Y1 receptor: Dimerization probes, vesicles, catalytically active derivatives and irreversible ligands

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-199981
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.19998

Weiß, Stefan

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Date of publication of this fulltext: 06 Mar 2012 10:45

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	6 March 2012
Referee:	Prof. Dr. Burkhard König and Prof. Dr. Armin Buschauer
Date of exam:	28 February 2011
Institutions:	Chemistry and Pharmacy > Institut für Organische Chemie > Lehrstuhl Prof. Dr. Burkhard König
Interdisciplinary Subject Network:	Not selected
Keywords:	BIBP 3226, neuropeptide Y, acylguanidine, irreversible ligands
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	19998

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Abstract (English)

Abstract (English)

In this thesis antagonists for the neuropeptide Y1 receptor were synthesized. The goal was to modify the known Y1 receptor antagonist BIBP 3266 with different substituents to obtain an insight in structure and functionality of the receptor.
Therefore the stability and the affinity of the diverse substituted BIBP 3226 derivatives was investigated in the first chapter. The result was that the Y1 receptor has a relative high affinity to a broad variety of different substituted BIBP 3226 derivatives and that some polar acylguanidines exhibit a strong tendency for hydrolysis.
In the second chapter the fluorescent probe pyrene was attached to the BIBP 3226 scaffold with spacers of different length to investigate a possible formation of receptor dimers. Pyrene forms excimers at a high local concentration that emit light at a longer wavelength as the pyrene monomer. Molecules with nanomolar affinity were obtained, but their fluorescence intensity was too weak to use them for the detection of receptordimers.
In the third chapter lipophilic BIBP 3226 derivatives were synthesized and embeded in vesicles together with lipophilic carboxyfluorescein derivatives to obtain Y1 receptor specific vesicles. PEG of different chain length was added as a further component. The specifity of the vesicles was not achieved, but the strong binding of the PEG free vesicles to the cell membrane could be reduced significantly with small amounts of PEG.
In the fourth part the acyl-transfer catalyst DMAP was attached to the BIBP 3226 scaffold. The resulting derivatives should specifically stain the Y1 receptor in presence of a fluorescent active ester. Therefore test reactions were performed to identify the best active ester and then the reaction was performed on living cells.
The fifth chapter deals with (pseudo)-irreversible antagonists for the Y1 receptor. A series of compounds was investigated that block the receptor irreversible against NPY and a fluorescent Y1 receptor antagonist.

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit wurden Antagonisten für den Neuropeptid Y1 Rezeptor synthetisiert. Das Ziel dabei war einen bekannten Antagonisten (BIBP 3226) mit unterschiedlichen Substituenten zu versehen, deren spezielle Eigenschaften einen Einblick in die Struktur und Funktionalität des Rezeptors gewähren sollen.
Dazu wurde im ersten Kapitel die Stabilität und Affinität verschiedener substituierter BIBP 3226 Derivate untersucht, die eine große Diversität in Polarität und Struktur aufwiesen. Das Ergebnis war, dass der Y1 Rezeptor eine große Vielfalt an verschieden substituierten BIBP 3226 Derivaten mit relativ hoher Affinität binden kann und dass polare Acylguanidine zum Teil eine starke Tendenz zur Hydrolyse aufweisen.
Im zweiten Kapitel wurde Pyren als fluoreszierende Sonde über verschieden lange Spacer an das BIBP 3226 Grundgerüst angebaut, um eine eventuelle Ausbildung von Rezeptordimeren beobachten zu können. Pyren bildet bei hohen lokalen Konzentrationen Excimere, die Licht mit einer längeren Wellenlänge emittieren als das Pyren Monomer. Es wurden Moleküle mit nanomolaren Affinitäten erhalten, die aber leider im eingesetzten Konzentrationsbereich zu schwach fluoreszierten um eine Detektion von Rezeptordimeren zu ermöglichen.
Im dritten Kapitel wurden lipophile BIBP 3226 Derivate hergestellt und zusammen mit lipophilen Carboxyfluorescein Derivaten in Vesikel eingebaut um Y1 Rezeptor spezifische Vesikel zu erhalten. Als weiterer Bestandteil wurde PEG verschiedener Kettenlänge in die Vesikel mit eingebaut. Die Spezifität der Vesikel konnte zwar nicht erreicht werden, jedoch konnte die starke Bindung der PEG freien Vesikel an die Zellmembran mit geringen PEG-Konzentrationen stark reduziert werden.
Im vierten Teil wurde der Acylierungskatalysator DMAP an BIBP 3226 angebaut. Die so erhaltenen Derivate sollten den Y1 Rezeptor spezifisch in Gegenwart eines fluoreszierenden Aktivesters färben. Dazu wurden Testreaktionen durchgeführt um den besten Aktivester zu ermitteln und die Reaktion wurde dann an lebenden Zellen getestet.
Das fünfte Kapitel behandelt (pseudo)-irreversible Antagonisten für den Y1 Rezeptor. Es wurde eine Serie von Substanzen gefunden, welche den Rezeptor nach Bindung irreversibel gegenüber NPY und einem fluoreszierenden Y1 Antagonisten blockieren können.

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