Triagem virtual da quimioteca do LaSMMed e avaliação in vitro de potenciais inibidores de ureases

• Autor(a) principal: Fabris, Marciéli
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UEL
• Texto Completo: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/17242
• topic: Docagem molecular; Cryptococcus neoformans; Helicobacter pylori; Canvalia ensiformis; Atividade anti-ureolítica; Análise in silico; Química orgânica; Compostos bioativos; Proteínas de bactérias; Bactérias; Ciências Exatas e da Terra - Química; Molecular docking; Cryptococcus neoformans; Helicobacter pylori; Canvalia ensiformis; Anti-ureolytic potential; In silico analysis; Chemistry, inorganic; Bioactive compounds; Bacterial proteins; Bacteria

Helicobacter pylori e Cryptococcus ssp são microrganismos patogênicos ureolíticos que causam diversos distúrbios no organismo hospedeiro e, em casos graves, o levam à morte. Ambas as infecções têm a enzima urease como fator chave de virulência, pois utilizam sua capacidade de produzir amônia para amenizar o pH inóspito ao qual estão submetidas. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo identificar e avaliar substâncias bioativas com potencial inibitório frente as ureases de Cryptococcus neoformans e Helicobacter pylori, por meio de uma triagem virtual baseada em docagem molecular. As estruturas tridimensionais das ureases utilizadas em neste estudo foram obtidas no banco de proteínas, sob os códigos de 4H9M, que corresponde a urease vegetal de Canavalia ensiformis (CEU), e 6ZJA que corresponde a enzima bacteriana de H. pylori (HPU). Como a estrutura tridimensional da urease de C. neoformans (CNU) ainda não foi determinada experimentalmente, a CEU foi utilizada em nosso estudo, devido à similaridade estrutural com a urease vegetal. As substâncias triadas virtualmente fazem parte de um espaço químico próprio do nosso grupo de pesquisa (quimioteca do LaSMMed) que contempla mais de 130 substâncias, com características estruturais distintas, e que apresentam potenciais grupos farmacofóricos para atividades antibacteriana e antifúngica. Assim, iniciou-se esse estudo com a análise estrutural do alvo molecular, para obter informações sobre sítios de ligação e características estruturais das duas ureases, seguido de validação do protocolo de docagem molecular, análise das interações ligante-proteína e determinação dos critérios de seleção das substâncias da quimioteca e, por fim, foram realizadas as avaliações in vitro das atividades anti-ureolíticas dessas substâncias. Assim, o critério de seleção utilizado para a CEU foi interação com seis resíduos de aminoácidos, especificamente I411, P434, H494, L595, E601 e D602, selecionados após análise das interações de 500 substâncias descritas na literatura como inibidoras da CEU, enquanto que para HPU utilizou-se como critério a interação das substâncias com os mesmos resíduos que interagem com o inibidor co-cristalizado com a enzima HPU. Dessa forma, dentro de uma quimioteca de 130 substâncias, foram selecionadas 18 substâncias, derivadas de cumariltioureias, cumarilamidas, indóis, tiazolidinonas, análogos de apocinina, cromonamidas e cinamoiltioureias, para serem avaliadas in vitro frente a CEU. Os resultados preliminares da porcentagem de inibição da atividade ureolítica das substâncias, indicaram o potencial da cinamoiltioureia monossubstituída como promissor inibidor da urease, com porcentagem de inibição acima de 80%. Considerando as análises e padrões observados, como tamanho do sítio ativo e padrão de inibição in vitro, foi sintetizada e avaliada uma pequena série de ariltioureias monossubstituídas como inibidoras da urease. Com porcentagem de inibição acima de 84% para CEU e acima de 90% para o extrato bruto de CNU, os derivados são potentes inibidores da urease. Assim determinamos que as tioureias monossubstituídas, cinamoiltioureia e ariltioureias, são as moléculas mais promissoras do nosso estudo. A complementariedade das análises ocorreu por meio da determinação da metade da concentração inibitória máxima (IC50) nas ureases de C. ensiformis e extrato bruto de C. neoformans, determinação da cinética enzimática e análise in silico dos parâmetros físico-químicos e de semelhança a fármacos das substâncias líderes. As melhores substâncias apresentaram IC50 de 0,41 mM para CEU e aproximadamente 0,34 mM para CNU. A cinamoiltioureia monossubstituída foi a substância que apresentou o maior potencial anti-ureolítico, com Ki de 0,06 mM, e mecanismo de inibição misto