Simulação por dinâmica molecular e agrupamento de estruturas da proteína da bomba de efluxo AcrB

• Autor(a) principal: Prates, Núbia Souza
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
• Texto Completo: http://repositorio.furg.br/handle/1/8968
• topic: Dinâmica molecular; Proteína AcrB; Docagem molecular; Molecular dinamics; Molecular docking; AcrB protein

A penicilina é considerada o primeiro antibiótico desenvolvido para o tratamento de infecções no organismo humano. Desde então, a humanidade tem se beneficiado dessa descoberta, concomitante a isso, micro-organismos vem desenvolvendo resistência a antibióticos podendo causar ineficácia dos tratamentos com os fármacos convencionais, sendo considerado esse fato um problema de saúde publica a nível global. O desenvolvimento de um novo fármaco em todas suas etapas demora aproximadamente 10 anos e despende gastos financeiros. Um dos métodos utilizados para possibilitar o encurtamento desse desenvolvimento é o desenho racional de fármacos (RDD). O RDD possibilita a realização de experimentos in silico cada vez mais próximos dos reais. Nesses experimentos as interações entre uma proteína (ou receptor alvo) e possíveis candidatos a inibidores são analisadas num processo conhecido como docagem molecular. A fim de aproximar esses experimentos da realidade existem inúmeras tentativas de incorporar a flexibilidade dos receptores-alvo. Esta flexibilidade é geralmente obtida através de simulaçoes por Dinâmica Molecular (DM). Dentre os muitos alvos importantes de serem investigados atualmente, considera-se relevante o estudo das bombas de efluxo. As bombas de efluxo são proteínas presentes na célula bacteriana que são responsáveis pelo transporte ativo de compostos capturados na entrada da membrana para o exterior das células. Nesse contexto, esse trabalho tem por objetivo executar uma simulação por DM da proteína AcrB para entender sua flexibilidade e regiões de maior mudança conformacional. Foi executada uma simulação por DM de 50ns da proteína AcrB utilizando a ferramenta GROMACS. Em seguida foram executados experimentos de agrupamento de estruturas com os algoritmos Gromos, Jarvis Patrick e Single Linkage disponíveis no GROMACS. A validação da simulação por DM e dos experimentos de agrupamento foi realizada a partir de resultados obtidos com os experimentos de docagem molecular. As simulações incluíram a flexibilidade do receptor com um inibidor já conhecido para a bomba de efluxo. Foram executados experimentos de docagem molecular com estruturas da DM com intervalos de 50 em 50ps, 20 em 20ps e 10 em 10ps, e das conformações centrais obtidas de diferentes configurações dos algoritmos de agrupamento. O software de docagem molecular escolhido foi o AutoDockVina. A energia livre de ligação (FEB) foi avaliada para cada experimento executado. O programa LigPlot foi aplicado para as análises de interações receptor-ligante. Os resultados mostram a importância de se considerar a flexibilidade da AcrB, uma vez que a variação da FEB e dos contatos receptor-ligante, que incorporem a flexibilidade, é essencial na busca de novos fármacos para esse alvo. Além disso, os agrupamentos obtidos mostram que essa é uma técnica que pode ser utilizada para a redução das estruturas a serem consideradas em docagem molecular com modelo de receptor flexível.