title: Klonierung, Expression und enzymkinetische Charakterisierung der hämagglutininspaltenden Protease TMPRSS2
title: Cloning, expression and enzym kinetic characterization of hemagglutinin cleaving protease TMPRSS2
Creators: name: Meyer, Daniela
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: Proteaseinhibitoren
Influenzavirus
Medizin, Gesundheit
Grippe
influenza virus
TMPRSS2
protease inhibitor
transmembrane Serinprotease
TTSP

description: TMPRSS2 ist eine Typ II
      transmembrane Serinprotease mit einer multidomänen Struktur,
      die das Oberflächenglykoprotein Hämagglutinin (HA) der
      Influenzaviren mit einer monobasischen Schnittstelle spaltet.
      Dies ist eine Voraussetzung für die Virusfusion und
      Vermehrung. Weiterhin aktiviert sie das Fusionsprotein F des
      humanen Metapneumovirus sowie das Spike S Protein der SARS
      Coronaviren. Zudem wurde eine TMPRSS2-Expression in einigen
      Tumorgeweben beschrieben. Daher scheint, TMPRSS2 eine
      potentielle Zielstruktur in der Wirkstoffforschung zu sein.
      Die katalytische Domäne der TMPRSS2 wurde in E.Coli
      exprimiert und für Inhibitionsstudien mit zuvor
      synthetisierten Inhibitoren einiger trypsinartiger
      Serinproteasen verwendet. Es wurden zwei Inhibitortypen
      identifiziert, die TMPRSS2 im nanomolaren Bereich hemmen. Die
      erste Serie umfasst substratanaloge Inhibitoren mit einem
      4-Amidinobenzylamid-Rest in P1 Position, wobei einige
      Verbindungen Hemmkonstanten um 20 nM besitzen. Eine
      gesteigerte Hemmung konnte für den zweiten Inhibitortyp mit
      einem sulfonylierten 3-Amindinophenylalanylamid gefunden
      werden. Die beste Verbindung dieser Serie hemmt TMPRSS2 mit
      einem Ki-Wert von 0,9 nM und zeigt eine effektive Hemmung der
      Influenzavirus-Ausbreitung in humanen bronchialen
      Epithelzellen. Basierend auf diesen Inhibitorstudien wurden
      neue fluorogene Substrate mit einem D-Arginin in P3-Position
      synthetisiert. Einige dieser Substrate werden effektiv durch
      TMPRSS2 gespalten.
description: TMPRSS2 is a multidomain type II
      transmembrane serine protease that cleaves the surface
      glycoprotein hemagglutinin (HA) of influenza viruses with
      monobasic cleavage site, which is a prerequisite for virus
      fusion and propagation. Furthermore, it activates the fusion
      protein F of the human metapneumovirus and the spike protein
      S of the SARS coronavirus. Increased TMPRSS2 expression was
      also described in several tumor entities. Therefore, TMPRSS2
      emerged as a potential target for drug design. The catalytic
      domain of TMPRSS2 was expressed in E. coli and used for an
      inhibitor screen with previously synthesized inhibitors of
      various trypsin-like serine proteases. Two inhibitor types
      were identified, which inhibit TMPRSS2 in the nanomolar
      range. The first series comprises substrate analogue
      inhibitors containing a 4-amidinobenzylamide moiety in P1
      position, whereby some of these analogues possess inhibition
      constants around 20 nM. An improved potency was found for
      second type derived from sulfonylated
      3-amindinophenylalanylamide derivates. The most potent
      derivative of this series inhibits TMPRSS2 with a Ki value of
      0.9 nM and showed an efficient blockage of influenza virus
      propagation in human airway epithelial cells. Based on the
      inhibitor studies a series of new fluorogenic substrates
      containing a D-arginine residue in P3 position was
      synthesized, some of them were efficiently cleaved by
      TMPRSS2.