La spettroscopia 19F-NMR come strumento per la ricerca di potenziali nuovi farmaci, utilizzando la ciclofilina D come bersaglio farmacologico.

Fluorine (19F) NMR strategies are increasingly being employed for evaluating ligand binding to macromolecules. This technique offers many advantages as result of its sensitive spin ½ nucleus, 100% natural abundance and wide chemical shift range. Moreover, fluorine is absent from biological samples and it makes easy to monitor ligand binding without any background interference. All these aforementioned features make it a promising approach for screening compounds. Here, we evaluated 175 fluorinated possible candidate compounds as CyP-D ligands by fragmentbase hit discovery. Furthermore, we propose a T2-CPMG NMR acquisition method for screening. It result in a promising NMR approach in hit validation, binding mode determination, and optimization of fragment hits into lead compounds targeting Cyp-D1. Multiple factors were evaluated for each candidate to monitor the suitability for 19F NMR screening purpose, including aquous solubility, stability and buffer compatibility. A method was used to obtain the protein with the fluorinated tryptophan residue in the active site, starting from a precursor. In this way we propose protein based 19F NMR screening so it could be extended to libraries of compounds that do not have fluorine allowing for a greater search spectrum and probability of finding positives. Research using rapid screening methods allows accelerated development of specific therapeutics with the potential to combat various diseases associated with CyP-D dysregulation, including neurodegenerative diseases, ischemia-reperfusion injury, and cardiovascular diseases.

Per lo studio di interazioni di ligandi con macromolecole, come proteine, vengono sempre più utilizzate tecniche di screening rapide e ad alta risoluzione come la risonanza magnetica nucleare. In questo progetto si è ottimizzato un metodo di screening di librerie di composti fluorurati tramite tecnica 19F-NMR. Il fluoro offre numerosi vantaggi come nucleo per le analisi, abbondanza naturale del 100%, range di chemical shift molto elevato ed alto rapporto giromagnetico, paragonabile al protone, il che lo rende un ottimo candidato per uno screening veloce e sensibile. Inizialmente, è stato costruito un pool di composti a partire da 175 possibili frammenti fluorurati al fine di poterli studiare come possibili ligandi per la proteina CyP-D umana, proteina implicata in varie malattie neurodegenerative. Per lo screening viene proposto un metodo di T2-CPMG, promettente tecnica per la determinazione di interazioni tra frammenti e proteina. Per ciascun candidato sono stati valutati vari fattori per verificare la loro idoneità, solubilità, stabilità e compatibilità con il tampone. Per la parte finale del progetto è stato sviluppato un metodo per poter produrre attraverso piattaforme biologiche, E. coli, la proteina di interesse con un triptofano fluorurato nel sito attivo a partire da un precursore. Tutto ciò permette di utilizzare un ulteriore tecnica per la conferma dei possibili candidati positivi permettendo uno studio più approfondito sulle interazioni proteiche a livello atomico.