Antibacterial Compounds targeting the DNA Polymerase III Holoenzyme

Abstract

La scoperta e l'uso di antibiotici per il trattamento delle infezioni umane e non, sono minacciati dalla presenza sempre più alta di batteri patogeni che sono resistenti agli antibiotici attualmente in uso. Questo richiede lo sviluppo di nuovi farmaci in grado di colpire nuovi bersagli. Le interazioni proteina-proteina (PPI) possono rappresentare un nuovo bersaglio per nuove classi di antibiotici perché mediano numerose funzioni biologiche. Le PPI svolgono un ruolo chiave nella maggior parte dei processi cellulari, sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Un inibitore di PPI può legarsi in tasche sulla superficie di una proteina, non lasciando spazio alla proteina partner per creare i legami necessari per l'interazione nativa. Questo progetto mira a identificare piccole molecole in grado di inibire la PPI tra β-sliding clamp e la subunità α dell'oloenzima della DNA polimerasi III batterica, perché questa PPI è essenziale per la sopravvivenza batterica, è altamente conservata tra i batteri, ed è diversa dal corrispondente enzima eucariotico. L'identificazione di piccole molecole inibitorie è realizzata utilizzando una piattaforma ad alta produttività in vivo basata sulla tecnologia BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) in lievito.

The discovery and use of antibiotics for the treatment of human and non-human infections are threatened by the presence of more and more pathogenic bacteria that are resistant to the antibiotics currently in use. This requires the development of new drugs capable of hitting new targets. Protein-protein interactions (PPIs) may represent a novel target for new classes of antibiotics because they mediate numerous biological functions. PPIs play a key role in most cellular processes, both in physiological and pathological conditions. A PPI inhibitor may bind in pockets on the surface of one protein, leaving no room for the partner protein to make the necessary bonds for the native interaction. This project aims to identify small molecules capable of inhibiting the PPI between the β-clamp and the α-subunit of the bacterial DNA polymerase III holoenzyme, because this PPI is essential for bacterial survival, highly conserved among bacteria, and is different from the corresponding eukaryotic enzyme. The identification of small inhibitory molecules is realized using a high-throughput in vivo platform based on BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) technology in yeast.