Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe als Hemmstoffe der humanen Hyal 1 – eine Kombination aus in silico und in vitro Experimenten

Lengers I, Hermann F, Orlando Z, Melzig MF, Buschauer A, Haidar S, Hensel A, Jose J

Abstract

Die humane Hyaluronidase-1 (Hyal-1) ist eine von fünf funktionalen, menschlichen Hyaluronidasen. Durch Hydrolyse spaltet sie langkettige Hyaluronsäure (>20 kDa) in kurzkettige Fragmente (<20 kDa), bis hin zueinem Tetramer. Niedermolekulare Hyaluronsäure fördert inflammatorische, sowie angiogene Prozesse. [1] Diese pathophysiologischen Eigenschaften der Hyal-1 machen sie zu einem interessanten,pharmazeutischen Target. Besonders in der Krebstherapie kann die Hemmung der Hyal-1 mit potenten Inhibitoren eine wichtige Rolle einnehmen. Patienten mit Blasen- oder Prostatakrebs zeigten erhöhte Hyal-1Werte, welche im Zusammenhang mit der Progression der Krebserkrankung stehen. [2,3] Mit Hilfe von in silico Pharmakophor Modeling, Dockingexperimenten und anschließendem in vitro Ganzzellassay, solltenHemmstoffe der Hyal-1 identifiziert werden. Mittels Autodisplay ist es möglich, die humane Hyal-1 rekombinant in einer aktiven Form zu exprimieren. Hierbei wird das Enzym auf der Oberfläche von Escherichia coliZellen präsentiert und steht somit als Target für die Testung von potentiellen Hemmstoffen zur Verfügung. Glycyrrhizinsäure, ein Triterpensaponin isoliert aus der Süßholzwurzel (Glycyrrhiza glabra), ist ein bereitsbekannter Hemmstoff der Hyal-1 und dient in diesem Testsystem als Referenzinhibitor (IC50:171 μM). Ausgehend von Glycyrrhizinsäure, konnten weitere Triterpensaponine (Gypsophila saponin 2, IC50:108 μM;SA1641, IC50:296 μM und SA1657, IC50:271 μM) aus dem Schleierkraut (Gypsophila paniculata) als Hemmstoff der Hyal-1 identifiziert werden. [4] Potente Inhibitoren der Hyal-1 im submikromolaren Bereich, sowieBindungsmodus der Glycyrrhizinsäure sind bis heute nicht bekannt. Über in silico Experimente sollte sowohl die Bindung der Glycyrrhizinsäure, als auch die Bindung der Triterpensaponine Gypsophila saponin 2,SA1641 und SA1657 an das aktive Zentrum der Hyal-1 dargestellt werden. Die Entwicklung eines Pharmakophormodells ermöglicht ein schnelles Screenen von Naturstoffdatenbanken nach potentiellenBindungspartnern der Hyal-1. Diese können in weiteren Dockingexperimenten und anschließendem in vitro Ganzzellassay getestet werden. Die Kombination aus computergestützten und molekularbiologischenExperimenten ist für die Detektion von Hyal-1 Hemmstoffen ein wirksames Verfahren und kann zur Identifizierung neuer Lead-Strukturen beitragen.