A revisão da bibliografia em teses e dissertações meus tipos inesquecíveis - V1

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Instituto Federal do Espírito Santo
Programa de Pós-graduação em Tecnologias Sustentáveis
Resumo 
Bibliografia:
GONÇALVES, S. G.; FRANÇA, C. T.; OLIVEIRA DE, O. V.; Computational studies of acetylcholinesterase complexed with fullerene derivatives: a new
insight for Alzheimer disease treatment. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, v. 34, n. 6, p. 1307–131, 2016.
 Samantha Machado Rezende
Estudante do programa de mestrado 
em tecnologias sustentáveis (PPGTECS) 
do IFES, campus Vitória.
COMPUTATIONAL STUDIES OF ACETYLCHOLINESTERASE COMPLEXED WITH FULLERENE DERIVATIVES: A NEW
INSIGHT FOR ALZHEIMER DISEASE TREATMENT
Neste trabalho, com o intuito de desenvolver novas possiveis drogas de combate à doença de Alzheimer, foram propostos cinco modelos de moléculas derivadas de fulerenos (C60), com o objetivo de inibir parcialmente a enzima acetilcolinesterase (AChE) através do bloqueio de seu ponto de ligação com a fasciculina II (FASII) (peptídeo derivado do veneno de cobra), o que permitiria otimizar a atividade dos neurônios colinérgicos. 
A técnicas envolvidas no estudo incluem os métodos de mecânica, dinâmica e docking molecular para avaliar a interação, a nível molecular, entre as propostas de derivados de fulerenos e a AChE. Todo procedimento experimental desenvolvido neste trabalho é realizado in sílico, ou seja, através de softwares de modelagem e dinâmica molecular.
 A primeira etapa do procedimento experimental foi constituída pelo procedimento de download da estrutura do cristal da AChE complexada com FASII e o agente organofosforado Tabun, no banco de dados Protein Data Bank, sob o código 2X8B. A estrutura teve as coordenadas tabulares removidas e o Ser203 protonada para reproduzir HssAChE como uma apoenzima. As estruturas dos derivados C60 (Figura 1) foram desenhadas com o software GHEMICAL e minimizadas com uso do campo de forças TRIPOS 5.2.
As cargas parciais atômicas foram calculadas usando cálculo semi-empírico (AM1-BCC) com o programa ACPYPE. Depois disso, os arquivos dos derivados de fulerenos, com informações das cargas e as coordenadas HssAChE, foram abertos com o programa AutoDocktools (ADT) para a preparação dos arquivos de input para estudos de docking.
 HssAChE e os derivados C60 foram tratados com a aproximação de átomo unido por fusão de todos os hidrogênios apolares. Para levar em conta a flexibilidade dos compostos, consideramos alguns ângulos de torção definidos pelo pacote ADT (Morris et al., 2009) e uma grade 3D foi criada por ADT (Morris et al., 2009) para avaliar a ligação energias entre os derivados C60 e HssAChE. Foram considerados mapas de grade separados por 0,0375 nm, com 68 × 70 × 66 pontos de grade.
Esse tamanho da grade foi suficiente para restringir os ligantes na entrada da região do sítio ativo. O algoritmo genético lamarckiano (LGA) foi utilizado para explorar a orientação conformacional e espacial dos derivados C60, mantendo a estrutura HssAChE rígida. Para isso, foram considerados os parâmetros padrão de LGA presentes no ADT (Morris et al., 2009). Todos os cálculos de ancoragem foram realizados usando o programa AutoDock4 (Morris et al., 1998) e 10 rodadas de ancoragem foram realizadas para cada sistema. A escolha do melhor ligante ancorado foi baseada na menor energia de ligação e na sua constante de inibição calculada teórica (Ki).
É importante relatar que os derivados C60 C60-1, C60-2, C60-3 e C60-4 foram relatados anteriormente em um estudo recente sobre atividade anti-influenza (Shoji et al., 2013), enquanto C60-5 foi desenhado pelo nosso grupo. Apesar de ainda não existirem dados experimentais sobre o metabolismo da
Derivados de C60 relatados por Shoji et al. (2013) disponível na literatura, Tzoupis et al. (2011) estimaram em um trabalho teórico que seu ADMET (absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade) é promissor. Além disso, é importante notar que C60-3 e C60-4 também podem interagir com o sítio ativo HssAChE porque eles têm o mesmo anel piridina da pralidoxima (uma oxima usada como antídoto contra a intoxicação por compostos organofosforados) (Gonçalves, França, Caetano & Ramalho, 2014; Gonçalves, França, Figueroa-Villar, & Pascutti, 2011; Gonçalves, França, Silva, & FigueroaVillar, 2006; Matos et al., 2012; Ramalho et al., 2010).
2.2 Simulações de dinâmica molecular
Os complexos derivados HssAChE-C60 com as menores energias de acoplamento foram usados como condição inicial para MDs usando o pacote GROMACS 4.5.6 (Berendsen, van der Spoel e van Drunen, 1995; Lindahl, Hess e Van Der Spoel, 2001). Os sistemas (receptor + ligantes)
foram imersos em caixas cúbicas de cerca de 940 nm3 contendo aproximadamente 28.000 moléculas de água TIP3P com condições de contorno periódicas. A energia dos sistemas foi minimizada usando Steepest Descent (Morse & Feshbach, 1953) seguido de Conjugate Gradient
Algoritmos (Ginsburg, 1963). Particle Mesh Ewald (Darden, York, & Pedersen, 1993; Essmann et al., 1995) (com espaçamento de Fourier de 1,2 Å, 4ª ordem e tolerância 10-5) e potenciais de Lennard-Jones de 6 a 12 foram aplicados para explicar Interações de Coulomb e van der Waals, usando um ponto de corte de 1,0 nm para ambas as interações. O algoritmo LINCS (Hess, Bekker, Berendsen e Fraaije, 1997) foi aplicado sobre todas as ligações covalentes, com o objetivo de preservar a ligação covalente entre os átomos.
Após simulação de 500 ps de MD para equilíbrio (com temperatura de 310 K e pressão de 1 bar), cada sistema foi submetido a simulações de 50.000 ps de MD. As trajetórias foram salvas a cada 50 ps, resultando em um total de 1000 instantâneos para análise estatística. O intervalo de tempo foi escolhido como 0,002 ps para todas as simulações.
O método MM / PBSA (Kollman et al., 2000) foi usado para calcular a energia livre de ligação (ligação ΔG) dos derivados C60 com HssAChE. Para cada sistema, um total de 250 instantâneos foram extraídos da simulação de 50.000 ps de MD em intervalos de 200 ps. A sub-rotina g_mmpbsa desenvolvida por Kumari e Kumar (2014) e implementada no pacote GROMACS (Berendsen et al., 1995; Lindahl et al., 2001) foi utilizada para calcular a ΔGbinding, calculada pela Equação (1). DGbinding, Gcomplex Gprotein, Gligand (1)
onde Gcomplex é o ΔG total do complexo proteína-ligante, enquanto Gproteína e Gligand são o ΔG total de proteína e ligante no solvente, respectivamente. O ΔG individual para complexo, proteína e ligante pode ser calculado com a equação (2):
onde 〈EMM〉 é a energia potencial média da mecânica molecular no vácuo e foi obtida a partir da simulação MD. 〈Gsolvação〉 é o ΔG de solvatação e foi expresso pela soma: Gpolar + Gapolar. O Gpolar foi calculado usando a equação de Poisson-Boltzmann (Honig & Nicholls, 1995) e o Gapolar foi calculado a partir da área de superfície acessível a solventes (SASA). Esses termos foram calculados usando o programa APBS (Baker, Sept, Joseph, Holst & McCammon, 2001). Na equação 2, a contribuição da entropia (–TS) foi excluída devido ao seu alto custo computacional.