Avaliação da Ação do Peptídeo Antimicrobiano Dermadistinctina K em Membrana Modelo por Dinâmica Molecular

• Autor(a) principal: Moema Monteiro Batista
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9NNE2
• topic: Dermadistinctina K; Bicamada de POPC; Poro colapsado; Dinâmica Molecular; Feixe de peptídeo; Peptídeo antimicrobiano; Antimicrobianos; Bioinformática; Peptídeos; Dinamica molecular

Há grande diversidade de animais e plantas que produzem peptídeos em seu sistema imune inato. Essas moléculas são moduladoras dos sistemas nervoso, imune e circulatório de predadores, e são de grande interesse para a indústria farmacêutica, para descoberta de novas moléculas ativas. Com o avanço da resistência antimicrobiana a agentes antimicrobianos, fármacos tornam-se menos efetivos contra bactérias, fungos, protozoários e vírus, e novos compostos farmacêuticos são necessários para enfrentar esse fenômeno mundial. O objeto de estudo nesse trabalho é um peptídeo antimicrobiano com potencial atividade antibiótica e cujo mecanismo de ação ainda pouco elucidado, a Dermadistinctina K (DD K), encontrada na pele do anuro Phyllomedusa distincta, espécie da Mata Atlântica do Brasil. O presente estudo focou a interação do peptídeo DD K com membrana modelo de 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (POPC) com o objetivo de obter informações in silico para contribuir em elucidar sua ação e dar suporte ao desenvolvimento de fármacos antimicrobianos. Essa tese foi dividida em três abordagens. Na primeira foi realizado um estudo de predição estrutural do peptídeo DD K em mistura trifluoretanol/água (TFE/água) (50%/50%, v/v), empregando Generalized Simulated Annealing (GSA) usando o programa Thor-GSA, desenvolvido em nosso grupo de pesquisa, e Dinâmica Molecular com o programa GROMACS 4.6. O GSA possibilitou encontrar uma estrutura pré-enovelada para o peptídeo, a qual foi usada como entrada para DM e enovelou-se rapidamente até a estrutura nativa, que é formada por uma hélice-anfifílica. Na segunda abordagem estabeleceu-se sistemas com 2, 3 e 4 peptídeos na presença de membrana modelo formada por 512 lipídeos de POPC, sendo observadas modificações na biomembrana e formação de agregados de peptídeos com perda parcial da estrutura nativa. Os monômeros de DD K formaram aglomerados juntando faces hidrofóbicas das estruturas em hélice- A face hidrofílica do peptídeo é formada principalmente por resíduos de lisina, que interagiram com as cabeças lipídicas da bicamada. No terceiro estudo foram utilizados poros pré-montados, com 6 peptídeos/468 lipídeos, 7 peptídeos/461 lipídeos e 8 peptídeos/454 lipídeos de POPC. Duas configurações de poros foram utilizadas: uma com os resíduos lisina voltados para o lado de fora do poro e outra com esses resíduos voltados para dentro, formando o lúmen do poro. Em ambos os modelos houve perturbação da bicamada, estabilização e passagem de água. Os poros com 6 e 7 peptídeos formaram estruturas estáveis, enquanto os resíduos de lisina provocaram o arraste das cabeças de fosfolipídeos para o interior da bicamada formando interstícios dando passagem a moléculas de água. O poro com 8 peptídeos mostrou conformação estável com os resíduos carregados voltados para o centro do poro, impedindo o colapso do poro por repulsão eletrostática, formando um lúmen por onde passaram moléculas de água. Concluiu-se que quando a concentração de peptídeo crítica para agregação é alcançada o extravasamento osmótico pode ocorrer por vários mecanismos ao mesmo tempo. Esses mecanismos incluiriam a perturbação da bicamada por agregados do peptídeo, a formação de feixes pelo DD K pela união das faces hidrofóbicas em grupos de até 7 peptídeos e poros semelhantes ao modelo barril pelo alinhamento ordenado formando o lúmen para conjuntos acima de 7 peptídeos.