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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
BIOTECNOLOGIA (28002016006P3)
IDENTIFICAÇÃO DE NOVOS INIBIDORES PARA A ENZIMA ARGINASE DE Leishmania braziliensis POR TRIAGEM IN SILICO
IVANEIDE DE JESUS TEIXEIRA
DISSERTAÇÃO
30/08/2019

As leishmanioses são doenças parasitárias tropical negligenciadas que afetam, mais especificamente, regiões de extrema pobreza, pois, tratam-se de uma doença emergente com altas taxas de morbidade e mortalidade, que é causada por protozoários do gênero Leishmania. Elas caracterizam-se por lesões na pele e mucosas que podem deformar severamente os portadores. Em seus últimos estágios a morte. Os fármacos disponíveis para tratamento apresentam alta toxicidade, alto custo e longo período de utilização pelo paciente, sendo as principais causa de abandono a terapias por parte dos pacientes, diante disso, fica clara a necessidade de pesquisas sobre novos agentes terapêuticos, com maior seletividade, potencialidade e menor toxicidade. Um alvo potencial para o desenvolvimento de novos antiparasitários é a via de transporte e biossíntese de poliaminas, por ser essencial para sobrevida da Leishmania, sendo Arginase uma enzima que exerce a função vital no fornecimento de ornitina (precursor de poliaminas) sendo importante no fator de virulência e com grande potencial infectante em macrófagos. Em virtude disso, este estudo teve por objetivo identificar potenciais inibidores da enzima Arginase de Leishmania braziliensis por triagem virtual hierárquica, foram utilizadas estratégias de triagem virtual baseada em ligantes (LBVS), como modelos farmacofóricos e, baseadas na estrutura do alvo (SBVS), como acoplamento molecular. Dentre os modelos farmacofóricos gerados foi selecionado o modelo 3, que apresentou sete características farmacofóricas, sendo três centros hidrofóbicos, três átomos aceitadores de ligações de hidrogênio e um centro doador de hidrogênio. Foram adquiridos do banco de dados de produtos naturais do ZINC15 cerca de 84.671 compostos, os quais foram selecionados de acordo com a disponibilidade. Dentre esses inibidores 23.150 obedeceram a três dos quatro critérios posposto na regra de Lipinski. Em seguida esses inibidores foram submetidos às rotinas de triagem virtual por modelos farmacofóricos, 1778 moléculas alinharam ao modelo das quais 718 apresentaram valor de QFIT semelhante aos das moléculas bioativos sendo selecionadas para a etapa de acoplamento molecular. As funções de pontuação dos ensaios de acoplamento molecular foram avaliadas através da métrica AUC, capaz de demostrar que a função Goldscore obteve melhor pontuação e a molécula com a melhor classificação após o acoplamento foi analisada quanto ao padrão de interações intermoleculares. Simulações de dinâmica molecular (50 ns) foram realizadas a fim de avaliar estabilidade do sistema. Os resultados adquiridos nas abordagens in silico mostraram um composto promissor oriundo de produtos naturais que apesar de não apresentar interações com os mesmos aminoácidos descritos na literatura, as interações da enzima com o inibidor ZINC33953921 apresentam padrão de interações com os resíduos da região conservada.

Leishmania braziliensis;Arginase;Triagem virtual;Modelo Farmacofórico;Produtos Naturais;Dinâmica Molecular
Leishmaniasis are neglected tropical parasitic diseases that affect, more specifically, regions of extreme poverty, since they are an emerging disease with high morbidity and mortality rates, which is caused by protozoa of the genus Leishmania. They are characterized by lesions on the skin and mucous membranes that can severely deform the carriers. In its last stages death. The drugs available for treatment have high toxicity, high cost and long period of use by the patient, being the main cause of abandonment of therapies by the patients. Therefore, it is clear the need for research on new therapeutic agents, with greater selectivity, potentiality and lower toxicity. A potential target for the development of new antiparasitics is the polyamine transport and biosynthesis pathway, as it is essential for survival of Leishmania, being Arginase an enzyme that plays a vital role in the supply of ornithine (polyamine precursor) and is important in the factor of virulence and with great infectious potential in macrophages. As a result, this study aimed to identify potential inhibitors of the Leishmania braziliensis Arginase enzyme by hierarchical virtual screening, ligand-based virtual screening (LBVS) strategies were used as pharmacophoric models and, based on target structure (SBVS), as molecular docking. Among the generated pharmacophoric models, model 3 was selected, which presented seven pharmacophoric characteristics: three hydrophobic centers, three hydrogen bond acceptor atoms and one hydrogen donor center. About 84,671 compounds were selected from the ZINC15 Natural Products Database, which were selected according to availability. Among these inhibitors 23,150 met three of the four criteria posited in the Lipinski rule. After these inhibitors were subjected to virtual screening routines by pharmacophoric models, 1778 molecules aligned to the model of which 718 showed QFIT value similar to the bioactive molecules being selected for the molecular docking step. The scoring functions of the molecular docking assays were evaluated using the AUC metric, capable of demonstrating that the Goldscore function obtained the best score and the molecule with the best classification after docking was analyzed for the pattern of intermolecular interactions. Molecular dynamics simulations (50 ns) were performed to evaluate system stability. The results obtained in the in silico approaches showed a promising compound from natural products that, despite not having interactions with the same amino acids described in the literature, the enzyme interactions with the inhibitor ZINC33953921 show a pattern of interactions with the residues of the conserved region.
Leishmania braziliensis;Arginase;Virtual screening;Pharmacophoric model;Natural Products;Molecular Dynamics
01
114
PORTUGUES
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

BIOTECNOLOGIA COM ÊNFASE EM RECURSOS NATURAIS DA REGIÃO NE
ANÁLISE ESTRUTURAL E FUNCIONAL DE MACROMOLÉCULAS DE MICRORGANISMOS, ANIMAIS E PLANTAS COM POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO
-

Banca Examinadora

MANOELITO COELHO DOS SANTOS JUNIOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
BRUNO SILVA ANDRADE Docente - PERMANENTE
MANOELITO COELHO DOS SANTOS JUNIOR Docente - PERMANENTE
ODAILSON SANTOS PAZ Participante Externo

Vínculo

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Não
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