Modelagem molecular - TMPK

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<p>Rafael Cáceres</p><p>MODELAGEM MOLECULAR PARA BUSCA DE POSSÍVEIS</p><p>INIBIDORES DA TIMIDILATO QUINASE (TMPK) OBTIDA DE</p><p>ACINETOBACTER BAUMANNII</p><p>Jessica Grycak e Laura Dewes</p><p>Tópicos a discutir</p><p>Introdução</p><p>Acinetobacter baumannii</p><p>Timidilato quinase</p><p>Objetivo</p><p>Metodologia</p><p>Resultados</p><p>Conclusão</p><p>Referências</p><p>ACINETOBACTER</p><p>O gênero Acinetobacter é altamente diverso, composto</p><p>por cocobacilos Gram-negativos oxidase-positivos e</p><p>negativos não pigmentados. Contempla mais de 50</p><p>espécies, em sua maioria não patogênicas, sendo A.</p><p>baumannii a causa mais comum de infecções e também</p><p>a espécie mais virulenta.</p><p>SURGIMENTO</p><p>Inicialmente considerado um oportunista</p><p>comensal, Acinetobacter surgiu com seriedade</p><p>nas décadas de 1960 e 1970 com o aumento da</p><p>utilização de terapia intensiva complexa².</p><p>Atualmente, é transmitida em UTIs por superfícies</p><p>e mãos dos profissionais de saúde e está associada</p><p>à ventilação mecânica, cateterização intravenosa e</p><p>urinária, cirurgia, procedimentos invasivos</p><p>antimicrobianos de amplo espectro prolongado,</p><p>especialmente em pacientes que sofrem</p><p>queimaduras, traumas ou estão em UTI².</p><p>Traumas ou</p><p>queimaduras</p><p>Ventilação</p><p>mecânica</p><p>Cateterização</p><p>A determinação da estrutura de uma proteína fornece uma</p><p>melhor compreensão de seu funcionamento, permitindo</p><p>propor formas de afetá-la, controlá-la ou modificá-la.</p><p>Projetar mutações em uma região com a</p><p>intenção de alterar a sua função;</p><p>MODELAGEM POR HOMOLOGIA</p><p>Proteína alvo terá sua estrutura 3D predita usando como referência a estrutura 3D de outra proteína similar (molde).</p><p>Prever moléculas que se liguem a ela.</p><p>Estrutura 3D resolvida experimentalmente;</p><p>Depositada em banco de dados de estruturas como o</p><p>Protein Data Bank (PDB);</p><p>Alta cobertura da sequência alvo;</p><p>Bom score de alinhamento;</p><p>Identidade mínima de 30%.</p><p>Modelagem molecular por homologia</p><p>TIMIDILATO</p><p>QUINASE</p><p>A timidilato quinase (TMPK) é a enzima</p><p>responsável por catalisar a fosforilação de timidina</p><p>5'-monofosfato (dTMP), na presença de ATP e íons</p><p>Magnésio, transformando-a em timidina 5'-</p><p>difosfato (dTDP).</p><p>A reação faz parte rota de biossíntese de timidina</p><p>5'-trifosfato (dTTP), essencial na síntese de</p><p>pirimidinas.</p><p>OBJETIVO</p><p>Busca de potenciais inibidores da TMPK de</p><p>Acinetobacter baumannii por meio da utilização de</p><p>modelos teóricos estruturais definidos por homologia</p><p>em relação à enzima em questão, empregando a</p><p>triagem virtual (virtual screening) e a construção de</p><p>uma biblioteca de potenciais moléculas.</p><p>modelos no banco CHEMBL</p><p>(construção da biblioteca)</p><p>sequência FASTA da proteína</p><p>ajustes no SPDBV</p><p>geração de modelo farmacofórico</p><p>através do Pharmit</p><p>código SMILES das</p><p>moléculas (PubChem)</p><p>molde no Protein Data Bank</p><p>(PDB)</p><p>M</p><p>E</p><p>T</p><p>O</p><p>D</p><p>O</p><p>LO</p><p>G</p><p>IA “KFG11942.1" no GenBank</p><p>alinhamento e modelagem</p><p>pelo Modeller 10.2</p><p>avaliação dos resultados</p><p>pelo Molprobity</p><p>docagem molecular através</p><p>do PyRx (AutoDock)</p><p>avaliação dos resultados</p><p>(menor RMSD x menor energia)</p><p>docagem molecular através</p><p>do PyRx (AutoDock)</p><p>avaliação dos parâmetros</p><p>ADMETox pelo pkCSM</p><p>RESULTADOS</p><p>PDB</p><p>4EDH</p><p>RESULTADOS</p><p>Molprobity</p><p>acTK.B99990003.pdb</p><p>Mapa de Ramachandran</p><p>RESULTADOS</p><p>AutoDock</p><p>X(-6.2119);</p><p>Y(10.6284);</p><p>Z(2.0527)</p><p>Algoritmo Lamarckiano</p><p>*Os parâmetros de docking do programa não foram alterados</p><p>GRID</p><p>RESULTADOS</p><p>AutoDock</p><p>Validação:</p><p>RESULTADOS</p><p>Pharmit</p><p>A biblioteca foi criada a partir das</p><p>15 primeiras moléculas</p><p>resultantes da pesquisa</p><p>CHEMBL30</p><p>Molde: 4EDH</p><p>Ligante: TMP (THYMIDINE-5'-PHOSPHATE)</p><p>RESULTADOS</p><p>AutoDock</p><p>X(-6.2119);</p><p>Y(10.6284);</p><p>Z(2.0527)</p><p>GRID</p><p>RESULTADOS</p><p>PubChem</p><p>Moléculas 1 a 7</p><p>Moléculas 8 e 9</p><p>Moléculas 14 e 15</p><p>Prováveis isômeros: *Moléculas 10, 11 e 12 não constavam no PubChem</p><p>RESULTADOS</p><p>pkCSM</p><p>Molécula 8 = não apresentou hepatotoxicidade</p><p>Molécula 7 = apesar de apresentar menor RMSD, apresentou baixa fração não ligada e baixa dose máxima tolerada,</p><p>além de ser substrato da CYP3A4</p><p>Molécula 13 = apresentou o maior valor de fármaco não ligado a proteinas plasmáticas</p><p>Molécula 14 = apresentou a maior dose máxima tolerada, porém também o maior clearance</p><p>RESULTADOS</p><p>Regra de Lipinski</p><p>Molécula 7</p><p>Log P: 2,66082</p><p>Doadores de H+: 2</p><p>Aceptores de H+: 8 Molécula 8</p><p>Log P: -2,09768</p><p>Doadores de H+: 8</p><p>Aceptores de H+: 20</p><p>RESULTADOS</p><p>Regra de Lipinski</p><p>Molécula 8</p><p>Log P: -2,09768</p><p>Doadores de H+: 8</p><p>Aceptores de H+: 20</p><p>RESULTADOS</p><p>Regra de Lipinski</p><p>Molécula 13</p><p>Log P: 1,86082</p><p>Doadores de H+: 2</p><p>Aceptores de H+: 10</p><p>Molécula 14</p><p>Log P: 1,35662</p><p>Doadores de H+: 5</p><p>Aceptores de H+: 8</p><p>RESULTADOS</p><p>Regra de Lipinski</p><p>Molécula 14</p><p>Log P: 1,35662</p><p>Doadores de H+: 5</p><p>Aceptores de H+: 8</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Modelo teórico adequado;</p><p>Triagem virtual com poucas moléculas = resultado insatisfatório em</p><p>relação à toxicidade;</p><p>Realizar triagem com número maior de moléculas;</p><p>Realizar modificações estruturais nos candidatos a fim de</p><p>reduzir a toxicidade</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>HARDING, C. M.; HENNON, S. W.; FELDMAN, M. F. Uncovering the mechanisms of Acinetobacter baumannii virulence. Nature reviews.</p><p>Microbiology, v. 16, n. 2, p. 91–102, 2018.</p><p>WONG, D. et al. Clinical and pathophysiological overview of Acinetobacter infections: A century of challenges. Clinical microbiology reviews, v. 30,</p><p>n. 1, p. 409–447, 2017.</p><p>WHO publishes list of bacteria for which new antibiotics are urgently needed. Disponível em: <https://www.who.int/news/item/27-02-2017-who-</p><p>publishes-list-of-bacteria-for-which-new-antibiotics-are-urgently-needed>. Acesso em: 15 jan. 2023.</p><p>SURHONE, L. M.; TENNOE, M. T.; HENSSONOW, S. F. (EDS.). Uniprot. [s.l.] Betascript Publishing, 2010.</p><p>SZABÓ, J. E. et al. Trading in cooperativity for specificity to maintain uracil-free DNA. Scientific reports, v. 6, n. 1, p. 24219, 2016.</p><p>SILVA, L. X.; BASTOS, L. L.; SANTOS, L. H. Modelagem computacional de proteínas. In: BIOINFO - Revista Brasileira de Bioinformática e Biologia</p><p>Computacional. [s.l.] Alfahelix, 2021.</p><p>Tiwari, Vishvanath. “Pharmacophore Screening, Denovo Designing, Retrosynthetic Analysis, and Combinatorial Synthesis of a Novel Lead VTRA1.1</p><p>against RecA Protein of Acinetobacter Baumannii.” Chemical Biology & Drug Design, vol. 99, no. 6, 2022, pp. 839–856.</p><p>Wong D, Nielsen TB, Bonomo RA, Pantapalangkoor P, Luna B, Spellberg B. 2017. Clinical and pathophysiological overview of Acinetobacter</p><p>infections: a century of challenges. Clin Microbiol Rev 30:409 –447. https://doi.org/10.1128/CMR.00058-16.</p><p>PIMENTEL, A. L. VI Curso de Inverno em Biologia Celular e Molecular do PBC. , 2016. Disponível em: <http://www.pbc.uem.br/arquivos/mc7-</p><p>2016.pdf>. Acesso em: 15 jan. 2023</p><p>OBRIGADA!</p><p>Modelagem Molecular</p><p>Professor Rafael Caceres</p><p>Jessica Grycak e Laura Dewes</p><p>Curso de Farmácia</p>