Diplomová práce

Identifikace a studium potenciálních léčiv cílících na Apolipoprotein E4 u Alzheimerovy choroby pomoci molekulárního modelování

Identification and study of potential drugs targeting Apolipoprotein E4 in Alzheimer's disease using molecular modelling methods

Bc. Linda Kapustová
Anotace

Alzheimerova choroba zůstává jednou z nejzávažnějších neurodegenerativních poruch, na kterou v současnosti neexistuje žádná účinná léčba. Izoforma ε4 Apolipoproteinu E (APOE) představuje nejsilnější známý genetický rizikový faktor pro pozdní nástup Alzheimerovy choroby, jelikož se podílí na patologických procesech, jako je hromadění amyloidu-β, tvorba tau patologie a zánětlivé procesy v nervové soustavě …více

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) remains one of the most challenging neurodegenerative disorders, with no effective cure currently available. The ε4 isoform of Apolipoprotein E (APOE) is the strongest known genetic risk factor for late-onset AD, contributing to pathological processes such as amyloid-β accumulation, tau pathology, and neuroinflammation. However, due to its conformational flexibility and lack …více

Zadání práce
Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder characterised by cognitive decline and memory loss. Apolipoprotein E4 (ApoE4) is a major genetic risk factor for AD, contributing to the disease by promoting amyloid-beta aggregation and tau pathology. ApoE4 is, therefore, a well-validated target in the drug development towards AD therapy. This thesis aims to identify potential small molecules targeting ApoE4 using a validated in-house virtual screening pipeline. Virtual screening is a computational technique that efficiently evaluates large libraries of compounds to identify promising drug candidates.
This research project will involve: i) benchmarking different docking protocols; ii) preparing and processing small molecules from the ZINC20 database and others using various software tools (e.g., PyMOL, Avogadro, Open Babel, Maestro, and Antechamber); iii) parametrizing the ligands and receptor (ApoE4 and homologues) for the screening; iv) conducting virtual screening of potential drugs using the Metacentrum HPC environment; v) performing molecular dynamics (MD) simulations to assess the effects of promising hits on the receptor; and vi) analysing and visualising the results.
 
References:
  1. Petros AM, Korepanova A, Jakob CG, Qiu W, Panchal SC, Wang J, Dietrich JD, Brewer JT, Pohlki F, Kling A, Wilcox K, Lakics V, Bahnassawy L, Reinhardt P, Partha SK, Bodelle PM, Lake M, Charych EI, Stoll VS, Sun C, Mohler EG. Fragment-Based Discovery of an Apolipoprotein E4 (apoE4) Stabilizer. J Med Chem. 2019; 62(8):4120-4130. doi: 10.1021/acs.jmedchem.9b00178. Epub 2019 Apr 12. PMID: 30933499.
  2. Yamazaki Y, Zhao N, Caulfield TR, Liu CC, Bu G. Apolipoprotein E and Alzheimer disease: pathobiology and targeting strategies. Nat Rev Neurol. 2019; 15(9):501-518. doi: 10.1038/s41582-019-0228-7. Epub 2019 Jul 31. PMID: 31367008; PMCID: PMC7055192.
  3. Nemergut M, Marques SM, Uhrik L, Vanova T, Nezvedova M, Gadara DC, Jha D, Tulis J, Novakova V, Planas-Iglesias J, Kunka A, Legrand A, Hribkova H, Pospisilova V, Sedmik J, Raska J, Prokop Z, Damborsky J, Bohaciakova D, Spacil Z, Hernychova L, Bednar D, Marek M. Domino-like effect of C112R mutation on ApoE4 aggregation and its reduction by Alzheimer's Disease drug candidate. Mol Neurodegener. 2023;18(1):38. doi: 10.1186/s13024-023-00620-9. PMID: 37280636; PMCID: PMC10245438.
Práce zkontrolována:
16. 5. 2025 10:25, Sérgio Manuel Marques, PhD., učo 233119
Plný text práce
1,2 MB / soubor PDF

Upozornění:

Část závěrečné práce byla v souladu s § 47b zákona o vysokých školách skryta z důvodu překážky pro její zveřejnění do 14. 5. 2027.

Odůvodnění: Zveřejnění částí této závěrečné práce týkající se kapitol Results, Discussion, Supplementary Material je z důvodu dosud nepublikovaných dat odloženo na dobu 2 let.

Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
11. 6. 2025
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

Sérgio Manuel Marques, PhD., učo 233119
LosLab ÚEB Biol PřF MU

Oponent

doc. RNDr. Mgr. Jozef Hritz, Ph.D., učo 107254
NCBR PřF MU

Konzultant

Saltuk Mustafa Eyrilmez, Ph.D., učo 247887
Model ProtIng RECETOX PřF MU

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.