Synthesis of epitestosterone and 4-hydroxyestrone glucuronides using recombinant human UDP-glucuronosyltransferases.

Abstract

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biochemical Sciences Candidate: Michaela Kašparová Supervisors: Prof. RNDr. Lenka Skálová, Ph.D., Erkka Järvinen, M.Sc. (Pharm.) Title of diploma thesis: Synthesis of epitestosterone and 4-hydroxyestrone glucuronides using recombinant human UDP-glucuronosyltransferases Steroid hormones constitute an important part of the human endocrine system and are involved in a variety of physiological and pathological processes. Phase I and phase II biotransformation reactions convert these lipophilic, biologically active compounds to inactive, water-soluble metabolites that are readily excretable into bile or urine. One of the most common phase II biotransformation reactions is conjugation with glucuronic acid that is enabled by the catalytic activity of UDP-glucuronosyltransferases (UGTs). This study is focused on development and optimization of an enzymatic method for producing conjugates of glucuronic acid and two naturally occurring steroid hormones, epitestosterone and 4-hydroxyestrone. Recombinant human UGT2B7 was employed as a catalyst for the production of epitestosterone 17-glucuronide and 4-hydroxyestrone 4- glucuronide while synthesis of 4-hydroxyestrone 3-glucuronide was accomplished by UGT1A10 isoform. The synthesis reactions...

Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biochemických věd Kandidát: Michaela Kašparová Školitelé: Prof. RNDr. Lenka Skálová, Ph.D., Erkka Järvinen, M.Sc. (Pharm.) Název diplomové práce: Syntéza glukuronidů epitestosteronu a 4-hydroxyestronu pomocí rekombinantních lidských UDP-glukuronosyltransferas Steroidní hormony tvoří důležitou součást lidského endokrinního systému a účastní se celé řady fyziologických i patologických procesů. Biotransformační reakce I. a II. fáze mění tyto lipofilní, biologicky aktivní látky na neaktivní, ve vodě rozpustné metabolity, které jsou snadno vylučitelné do žluči nebo moči. Jednou z nejběžnějších biotransformačních reakcí II. fáze je konjugace s kyselinou glukuronovou, která je umožněna katalytickou aktivitou UDP-glukuronosyltransferas (UGTs). Tato studie je zaměřena na vývoj a optimalizaci enzymatické metody využitelné pro produkci konjugátů kyseliny glukuronové a dvou přirozeně se vyskytujících steroidních hormonů, epitestosteronu a 4-hydroxyestronu. Jako katalyzátor pro produkci 17-glukuronidu epitestosteronu a 4-glukuronidu 4-hydroxyestronu byla použita rekombinantní lidská UGT2B7, zatímco syntéza 3-glukuronidu 4-hydroxyestronu byla uskutečněna pomocí izoformy UGT1A10. Měřítko syntetických reakcí bylo nastaveno tak, aby syntetizované...