Isolation and characterization of peptide ligands: from protein-protein interactions to novel potential drug leads

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Serval ID
serval:BIB_43375
Type
PhD thesis: a PhD thesis.
Collection
Publications
Institution
Title
Isolation and characterization of peptide ligands: from protein-protein interactions to novel potential drug leads
Author(s)
Vyroubalová E.
Director(s)
Fisch I.
Institution details
Université de Lausanne, Faculté de biologie et médecine
Address
Lausanne
Publication state
Accepted
Issued date
2004
Language
english
Number of pages
169
Notes
REROID:R003638438; 30 cm ill.; autres auteurs: Old school value: Université de Lausanne
Abstract
RESUME
Le séquençage du génome humain a ouvert une nouvelle voie pour l'étude de la fonction de toutes les protéines de la cellule et de l'organisme : la protéomique. La détermination des interactions protéine-protéine et du rôle des protéines dans divers processus physiologiques et pathophysiologiques peut mener à l'identification de molécules cibles ayant un potentiel thérapeutique.
La technologie de "phage display" est l'une de méthodes les plus utilisées pour étudier les interactions protéine-protéine et pour l'isolation de ligands spécifiques de diverses protéines et enzymes. Ces ligands peptidiques peuvent servir soit directement comme des médicaments soit comme base pour le développement de nouveaux médicaments.
Cette thèse de doctorat décrit l'utilisation de phage display pour l'identification des ligands peptidiques comme composés médicamenteux de première génération pour deux maladies humaines : ulcères gastriques et l'infection par le virus HIV-1. Il a été démontré que la bactérie Helicobacter pylori est associée aux ulcères gastriques. De plus, l'enzyme uréase joue un rôle crucial dans le processus de l'infection. Ce rapport décrit l'isolation de peptides spécifiques de l'enzyme uréase de H. pylori. L'affinité de ces peptides et leur effet inhibiteur sur la croissance de la bactérie restent à déterminer.
Le virus HIV-1 utilise le récepteur à chemiokines CCR5 comme le principal récepteur pour infecter les lymphocytes humains. Cette thèse décrit l'isolation de peptide spécifique du récepteur CCR5 à partir d'une banque de peptides exprimés à la surface de bactériophage. Le peptide identifié est spécifique du CCR5 et n'exprime pas d'activité agoniste ni antagoniste. De plus, le peptide inhibe la fusion cellulaire avec une IC50 de 4 1.1.M. Ce peptide a été évolué in vitro par la méthode de l' "exon shuffling" à partir d'un peptide de première génération, en appliquant une sélection basée sur la cinétique de l'interaction peptide-récepteur. Ce peptide est le premier peptide isolé de novo contre le récepteur CCR5 et ayant une activité d'inhibition de l'infection par le virus HIV-1.
Les peptides identifiés démontrent que la technologie de "phage display" est efficace pour l'isolation des ligands contre des molécules cibles ayant une structure tridimensionnelle complexe, telle un récepteur à 7 domaines transmembranaires. Les peptides isolés dans cette étude peuvent servir pour le développement de nouvelles molécules thérapeutiques contre les maladies liées à l'infection par Helicobacter pylori et contre l'infection par le virus HIV-1.
SUMMARY
The sequencing of human genome opened a new avenue for the study of the function of all proteins of the cell or organism: proteomics. The determination of protein-protein interactions and the role of proteins in diverse physiological and pathophysiological processes might lead to the identification of target molecules of therapeutic potential.
Phage display is one of the most widely used methods for the study of protein-protein interactions and for the isolation of ligands specific for diverse proteins and enzymes. These ligands or their corresponding peptidomimetics might serve for the development of novel drug leads.
This thesis describes the use of phage display for the identification of peptide ligands as potential drug lead compounds against two different human diseases: gastric ulcers and HIV-1 infection.
The bacterium Helicobacter pylori was shown to be associated with gastric ulcers. Moreover, the bacterial enzyme urease plays a crucial role in the infection process. This report describes the isolation of peptide specific for the urease enzyme of H. pylori. The affinity of the peptide and its inhibitory effect on the growth of the bacteria will have to be determined.
The HIV-1 virus uses the chemokine receptor CCR5 as the principal co-receptor for the infection of human lymphocytes. This thesis describes the isolation of peptide specific for the CCR5 receptor using a peptide library displayed on the surface of a bacteriophage. The isolated peptide is specific for CCR5 and does not exhibit agonist or antagonist activity. Moreover, the peptide inhibits cell fusion, mimicking an infection process by the virus HIV-1, with an IC50 of 4 p,M. The peptide was evolved in vitro using the exon shuffling method. This peptide is the first peptide isolated de novo against the CCR5 receptor with an inhibitory activity of the HIV-1 infection.
The results of this study demonstrate that the isolation of peptide ligands by phage display is efficient even for complex three-dimensional structures, such as seven-transmembrane domain receptor.
The peptides isolated here might serve as a backbone for the development of novel therapeutic molecules against diseases linked to the infection by Helicobacter pylori and against the HIV-1 infection.
Create date
19/11/2007 12:40
Last modification date
29/05/2020 10:52
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