The vitamin D receptor (VDR) and histone deacetylases (HDACs) are important chemotherapeutic targets. 1,25-dihydroxyvitamin D3 (calcitriol, or 1,25D) is the natural ligand of the VDR, stimulates immune responses, and inhibits cellular proliferation in a number of cancer cell lines. Small molecule HDAC inhibitors such as suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA, Zolinza; Merck), block angiogenesis and promote cell apoptosis and differentiation and are being investigated as clinical treatments for a wide range of cancers. This thesis describes work on three projects focusing on the VDR and HDAC. In the first project, a hybrid molecule incorporating deacetylase activity into the structure of a 1,25D aromatic analog was identified in a virtual screen using FITTED, a docking program, synthesized, and tested. Surprisingly, it was found to be inactive as an agonist of the VDR. An in silico retrospective analysis of the novel hybrid compound and other non-steroidal VDR ligands revealed several general structural requirements for VDR activity. In a second project, computational modeling techniques including molecular dynamics simulations were employed to understand the differences between two ortho-aminoanilide hybrid compounds, which led one to act as a VDR agonist while the other acted as a VDR antagonist. Finally, as the mechanisms of anticancer activity of HDAC inhibitors are not well understood and current assays for HDAC inhibitors are cumbersome and not generally applicable to all HDAC isoforms, a fluorescence polarization assay for high-throughput screening of HDAC competitive inhibitors was developed. HDAC ligands combining the structures of SAHA and fluorescein were synthesized and determined to be well-suited as a fluorescence polarization assay probe. / Le récepteur de la vitamine D (RVD) et les histones déacétylases (HDAC) sont d'importantes cibles de chimiothérapie. La 1,25-dihydroxyvitamine D3 (calcitriol, ou 1,25D), le ligand naturel de haute affinité du RVD, stimule une réponse immunitaire et supprime la prolifération cellulaire chez des nombreuses lignées de cellules cancéreuses. De petites molécules inhibitrices des HDAC telle que l'acide subéroyl hydroxamique (SAHA, Zolinza; Merck) bloquent l'angiogénèse et provoque l'apoptose cellulaire et la différentiation et font présentement l'objet d'essais cliniques pour le traitement d'une variété de cancers. Cette thèse décrit les résultats de trois projets reliés au RVD et aux HDAC. Le premier projet concerne la création d'une molécule hybride incorporant une activité déacétylase à un analogue aromatique de la 1,25D. Cette hybride a été identifiée à l'aide d'un criblage virtuel utilisant le logiciel FITTED, créée puis testée en laboratoire. Elle a été trouvée sans activité en tant qu'agoniste du RVD. Une analyse in silico de cette molécule hybride et d'autres ligands non-stéroïdiens du RDV a révélé plusieurs des contraintes structurelles nécessaires à la possession d'une activité sur le RVD. Au cours du second projet, différentes techniques de modélisation par ordinateur ont été utilisées afin d'expliquer la différence entre deux molécules hybrides ortho-aminoanilide, l'une étant un agoniste du RVD et l'autre, un antagoniste. Finalement, puisque la compréhension des mécanismes de l'activité anticancer des inhibiteurs des HDAC est déficiente et puisque les tests biologiques des inhibiteurs des HDAC sont fastidieux et généralement inapplicables à tous les isoformes des HDAC, un test utilisant la polarisation de la fluorescence pour le criblage à haut rendement des inhibiteurs compétitifs des HDAC a été développé. Des ligands des HDAC combinant les structures de SAHA et de la fluorescéine ont été créés et il a été démontré qu'ils remplissaient convenablement le rôle de sonde dans des tests utilisant la polarisation de la fluorescence.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.97108 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Burger, Melanie |
| Contributors | James L Gleason (Internal/Supervisor), Nicolas Moitessier (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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