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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
QUÍMICA (31002013001P0)
Educação Presencial
PLANEJAMENTO POR MODELAGEM MOLECULAR DE CANDIDATOS A INIBIDORES DUAIS DE FOSFOLIPASES A2 E METALOPROTEASES DE PEÇONHA DE SERPENTE
NATHALLY LIMA DO NASCIMENTO
DISSERTAÇÃO
27/06/2022

A busca por medicamentos com ação antiveneno pode contribuir significativamente para o tratamento de vítimas de acidentes ofídicos. Dada a complexidade do mecanismo da ação tóxica das peçonhas de serpentes, inibidores enzimáticos com ação multialvo parecem ser os mais promissores para esse fim. A modelagem molecular é uma ferramenta que pode auxiliar no planejamento de novos fármacos com esse perfil. Assim, esse trabalho teve como objetivo planejar por meio de métodos de modelagem molecular compostos candidatos a inibidores duais de dois dos principais tipos de enzimas presentes em peçonhas de serpentes brasileiras, as metaloproteases (MP) e as fosfolipases A2 (PLA2). Numa primeira etapa, métodos de docagem molecular e de orbitais moleculares semiempíricos foram aplicados no estudo de aspectos estruturais e energéticos da inibição da PLA2 humana por compostos indólicos com atividade inibitória conhecida. Esse estudo prévio permitiu identificar elementos farmacofóricos importantes para a interação dos compostos com a PLA2. Estudo com a estrutura cristalográfica da PLA2 de Bothrops jararacussu indicou que a conformação não era apropriada ao estudo da interação. Dessa forma, foi construído um modelo da PLA2 da espécie B. jararacussu usando-se como molde a PLA2 humana. Dessa forma, foi obtido um modelo da PLA2 da espécie B. jararacussu com uma conformação mais aberta, que se mostrou adequado para interagir com os ligantes nos estudos seguintes. Como o objetivo é o desenvolvimento de ligantes com ação dual, foi implementado um estudo com um modelo da MP de B. pauloensis, anteriormente desenvolvido por nosso grupo e usado no planejamento de inibidores efetivos de MP de peçonha de serpentes. Tendo as informações das interações nas duas enzimas, foram propostos modelos farmacofóricos para seus inibidores, que foram combinados para se propor uma série de modificações estruturais em tiossemicarbazonas que já apresentaram atividade inibitória sobre uma MP isolada da peçonha de B. pauloensis. A docagem molecular e métodos de orbitais moleculares semiempíricos foram utilizados para o estudo da interação dos compostos com os sítios de MP e de PLA2 de serpente a fim de se avaliar os efeitos das mudanças propostas na interação com ambas, incluindo informações estruturais e energéticas. Todos os compostos planejados apresentaram perfis de interação favoráveis com as duas enzimas; o ligante TmF-B se mostrou bastante promissor, apresentando valor de entalpia de interação mais favorável na PLA2 que o inibidor de PLA2 de referência (11S), assim como apresentou energia de interação mais favorável na MP que o inibidor de referência (18). Em uma próxima etapa, os compostos mais promissores serão sintetizados a avaliados experimentalmente para se verificar se existe de fato inibição sobre MP e PLA2 de serpente, o que os caracterizariam como inibidores multialvo com potencial aplicação no tratamento de acidentes ofídicos.

acidentes ofídicos, ação antiveneno, inibidores duais, metaloprotease, fosfolipase A2, método semi-empírico
The search for drugs with antivenom action can significantly contribute to the treatment of victims of snakebites. Given the complexity of the mechanism of toxic action of snake venoms, enzymatic inhibitors with multi-target action seem to be the most promising for this purpose. Molecular modeling is a tool that can help in the design of new drugs with this profile. Thus, this work aimed to design, through molecular modeling methods, compounds that are candidates for dual inhibitors of two of the main types of enzymes present in Brazilian snake venoms, metalloproteases (MP) and phospholipases A2 (PLA2). In a first step, molecular docking and semi-empirical molecular orbital methods were applied to the study of structural and energetic aspects of human PLA2 inhibition by indole compounds with known inhibitory activity. This previous study allowed us to identify important pharmacophoric elements for the interaction of the compounds with PLA2. Study with the crystallographic structure of PLA2 from Bothrops jararacussu indicated that the conformation was not appropriate to study the interaction. Thus, a model of B. jararacussu PLA2 was constructed using human PLA2 as a template. The model had a more open conformation in the active site, which proved to be adequate to interact with the ligands in the following studies. As the objective is the development of dual action ligands, a study with a model of B. pauloensis MP, previously developed by our group and used in the design of effective inhibitors of snake venom MP, was implemented. Having information on the interactions of the two enzymes, pharmacophoric models were proposed for their inhibitors, which were combined to propose a series of structural modifications in thiosemicarbazones that already showed inhibitory activity on a PM isolated from the venom of B. pauloensis. Molecular docking and semi-empirical molecular orbital methods were used to study the interaction of these compounds with snake MP and PLA2 binding sites in order to evaluate the effects of proposed changes in the interaction with both, including structural and energetic information. All the designed compounds showed favorable interaction profiles with the two enzymes; the TmF-B ligand showed to be very promising, presenting a more favorable interaction enthalpy value in PLA2 than the reference PLA2 inhibitor (11S), as well as showing more favorable interaction energy in MP than the reference inhibitor (18). In a next step, the most promising compounds will be synthesized and evaluated experimentally to verify if there is indeed inhibition on snake MP and PLA2, which would characterize them as multi-target inhibitors with potential application in the treatment of snakebites.
acidentes ofídicos, ação antiveneno, inibidores duais, metaloprotease, fosfolipase A2, método semi-empírico
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
Dissertaçao_Nathally.pdf

Contexto

QUÍMICA
LP4 – QUÍMICA MEDICINAL E BIOLÓGICA
MODELAGEM DE COMPOSTOS ATIVOS EM ENZIMAS E RECEPTORES CELULARES

Banca Examinadora

CARLOS MAURICIO RABELLO DE SANTANNA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
NELILMA CORREIA ROMEIRO Participante Externo
ARTHUR EUGEN KUMMERLE Docente - PERMANENTE
CARLOS MAURICIO RABELLO DE SANTANNA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 24
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO - Infraestrutura 24

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Ensino e Pesquisa
Não
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Capes UFRN RNP
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