Estudos por Modelagem Molecular

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Estudos por Modelagem Molecular de Potenciais 
Inibidores da Nucleosídeo Hidrolase de Bacillus anthracis
Introdução
Os microrganismos tais como vírus, fungos e bactérias que são 
empregados como armas são classificados como agentes de guerra 
biológica1. A utilização de agentes biológicos de forma intencional com a 
finalidade de disseminar doenças de potencial epidêmico objetivando 
agredir, incapacitar ou matar o inimigo não é uma prática recente, eles já 
foram utilizados a séculos. Destaca-se como um dos exemplos mais 
antigos encontrados na literatura o uso de fezes de animais em flechas 
fabricadas pelo homem de Neanderthal. Esse mesmo procedimento foi 
utilizado durante a guerra do Vietnã (1959-1975), quando uma estaca de 
madeira ou de bambu contaminada com fezes era distribuída com a ponta 
para fora do solo no caminho das tropas inimigas2. Atualmente, o risco do 
uso de tais agentes tem sido muito preocupante. Com os crescentes 
ataques terroristas, a possibilidade do emprego de agentes biológicos 
aumenta devido ao seu potencial de causar pânico em populações civis, 
além do baixo custo de produção3. Dentre os agentes biológico de guerra 
destaca-se o Bacillus anthracis, uma bactéria Gram-positiva em forma de 
bastonete, encontrada em muitas partes do mundo que é capaz de 
produzir esporos quase indestrutíveis4. Essa bactéria é causadora do 
antraz, uma doença altamente infecciosa que pode afetar humanos de 
três formas: cutânea, pulmonar ou gastrointestinal5. Com o avanço do 
bioterrorismo, a produção do Bacillus anthracis pode ser intensificada e 
descontrolada, causando uma catástrofe mundial, uma vez que essa 
doença não tem cura. O tratamento baseia-se na administração de 
antibióticos, contudo, com a evolução da tecnologia, o microorganismo 
pode ser geneticamente modificado tornando-se mais resistente aos 
tratamentos existentes. Sendo assim, é urgente a busca por novos 
fármacos para o tratamento dessa doença.
Metodologia e Resultados
 Os estudos por ancoramento molecular sugerem que o composto 5 
apresenta maior estabilidade no sítio ativo da BaNH, sendo eleito como o 
mais promissor em relação aos demais compostos estudados. 
Posteriormente, serão feitos estudos por dinâmica molecular desses 
compostos no sítio ativo da BaNH, objetivando uma maior compreensão 
do processo de inibição, ou seja, do reconhecimento molecular.
Conclusões
Referências
No presente trabalho, propomos a enzima Nucleosídeo Hidrolase (NH) de 
B. anthracis (BaNH) como alvo molecular para o planejamento de 
fármacos contra o antraz. Foram estudados, utilizando cálculos de energia 
de ancoramento molecular as interações de 5 inibidores da NH (Figura 1), 
propostos por Masoumeh e colaboradores6, no sítio ativo da BaNH. Os 
ancoramentos foram realizados com o programa Molegro Virtual Docker7. 
As estruturas tridimensionais e as cargas desses compostos foram 
obtidas com o programa PC Spartan Pro. 
1. Smithe Leibowitz, 2003; Sidell et al., 1997; França et al., 2008
2. Christopher, G.W. et al. Biological warfare: a historical perspective. JAMA, Chicago, v.278, n.5, p.412-417, 1997.
3. Guimarães, A.P., Oliveira, A.A., da Cunha, E.F., Ramalho, T.C., França, T.C., 2011a 
4. Dixon, T.C.; Meselson, M.; Guillemin, J.; Hanna, P.C. New England Journal of Medicine. 1999, 341,815
5. Sterne, 1976; Dixon et al., 1999 turnbull, 1996. 
6. Karami M.; Chiya J.; Sako M. Journal of Theoretical Biology. 2017.
7.Tonmsen, R.; Christensen, M.H. J. Med. Chem. 2006, 49.
Tabela 1. Energias de ancoramento molecular (Kcal.mol-1.) entre os compostos 
estudados e a enzimas Nucleosídeo Hidrolase. 
Nucleosídeo Hidrolase
Composto
Energia de 
Interação 
Intermolecular
Energia Total de 
Ligação de 
Hidrogênio
Resíduos nas 
ligações de 
Hidrogênio
1 -87.0464 -15.7009
 Asn 173
 Asp 13
 Asp 247
 Glu 171
 Thr 125
 Trp 172
 Tyr 243
2 -93.3965 -7.8601
 Asp 13
 Asn 160
 Glu 171
 Asp247
3 -95.3998 -9.4115  Asp 13 Asp 38
 Tyr 243
4 -106.6970 -4.159  Asn 38
 Tyr 243
5 -127.162 -11.4919
 Tyr 125
 Thr 125
 Glu 171
 Asn 173
 Asp 247
Figura 1. Estruturas dos inibidores sugeridos
Figura 2. Pose escolhida para o composto 5 em sobreposição com a ribose, a 
esfera cinza representa o cofator cálcio (esquerda) e interações com os resíduos 
(direita), a esfera vermelha simboliza uma molecula de água.
Augusto S. Gonçalves¹; Ana P. Guimarães²; Ellen D. Souza³
 ¹,³ Estudante de graduação, ²Professora da Universidade Federal de Viçosa
 Simpósio de Integração Acadêmica (SIA) – Viçosa/MG, 15 a 20 de Outubro de 2018. 
Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Química
Trabalho de Pesquisa
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