title: Strukturbasiertes Design, Synthese und Evaluation dual-kovalenter Immunoproteasom- und SARS-CoV-2 Mᵖʳᵒ-Inhibitoren
Creators: name: Walz, Christian
Publisher: name: UNSPECIFIED
Year: 2025

description: In dieser Arbeit wurden Peptid-Inhibitoren für die β5i-Untereinheit des Immunoproteasoms (iCP) und der Main-Protease (Mᵖʳᵒ) von SARS-CoV-2 synthetisiert.
Das Immunoproteasom ist bei verschiedenen Krebsarten überexprimiert, was es zu einem interessanten Ziel für die Tumortherapie macht. Es wird angenommen, dass das iCP an vielen Autoimmunerkrankungen beteiligt oder sogar der Auslöser ist. Eine große Herausforderung ist hier die selektive Inhibition der verschiedenen Proteasomtypen. Der Ausbruch der Coronavirus-Pandemie im Jahre 2019 hat auch das Coronavirus in den Fokus der Forschung gerückt. Im Verlauf dieser Arbeit wurden Versuche unternommen, Inhibitoren zu entwickeln und zu synthetisieren, die die Replikation dieses Virus unterdrücken. 
Diese Arbeit basiert auf den Vorarbeiten der Dissertation von Dr. Daniel Stubba und meiner Masterarbeit. Dr. Stubba ist es gelungen, Inhibitoren für das konstitutive Proteasom (cCP) zu synthetisieren. Die ersten dual-kovalenten Peptid-Inhibitoren wurden im Rahmen meiner Masterarbeit synthetisiert. Zu Beginn dieser Arbeit wurden Simulationen durchgeführt um die Plausibilität der zu synthetisierenden Inhibitoren zu überprüfen. Zum einen sollte das Peptidrückgrat verlängert werden, um Tetrapeptide zu erhalten und zum anderen sollten dual-kovalente Inhibitoren analog zu meiner Masterarbeit synthetisiert werden. Nachdem die Simulationen erfolgreich abgeschlossen waren, wurden die ersten dual-kovalenten Proteasom-Inhibitoren auf ihre Inhibtion im isolierten Protein des Proteasoms getestet. Zellassays, die anschließend durchgeführt wurden, lieferten klarere Hinweise darauf, ob die Verlängerung des Peptid Peptidrückgrats oder das dual-kovalente Konzept zu Einschränkungen im lebenden Organismus führen.In beiden Assay-Typen wurde jedoch gute Inhibitonen erreicht, weshalb dieses Konzept weiterverfolgt wurde.
Neben der Entwicklung von Proteasom-Inhibitoren sollten auch Inhibitoren für die Mᵖʳᵒ, die ein Cystein als katalytische Aminosäure besitzt, synthetisiert werden. Aufgrund des iCP war Cystein ein bekanntes Ziel für kovalente Bindungen. Die Aktivierung des katalytischen Cysteins von Mᵖʳᵒ und die daraus resultierende Erhöhung der Reaktivität führte zu dem Ziel, dass neue, weniger reaktive Warheads eingeführt werden sollten. Für die Auswahl der Warheads wurden Vorversuche durchgeführt, und anschließend wurde versucht, die vielversprechendsten Warheads als Peptid-Inhibitoren zu sythesisieren. Eine große Anzahl von neuen Warheads wurden erfolgreich eingeführt. 
Anschließend wurden die synthetisierten Inhibitoren in Glutathion-Assays auf ihre Stabilität in wässrigem Puffer und Reaktivität gegenüber unspezifischem Cystein getestet. Darüber hinaus wurden Assays des Immunproteasoms, des konstitutiven Proteasoms, sowie der isolierten Mᵖʳᵒ durchgeführt. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Inhibitoren für die Mᵖʳᵒ von SARS-CoV-2 erfolgreich synthetisiert werden konnten. Darüber hinaus konnte die Basis für die Variation und Modifikation von Warheads gelegt werden. Außerdem wurden aktive und selektive Inhibitoren für das Proteasom weiterentwickelt und erfolgreich hergestellt.