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Rafaela Salgado Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/7569627567234135Gustavo Costa BressanLucas Bleicherhttp://lattes.cnpq.br/4661384099880167Heveline Oliveira Morais Arruda2023-02-27T14:38:33Z2023-02-27T14:38:33Z2022-06-23http://hdl.handle.net/1843/50431A doença de Chagas, uma doença tropical negligenciada causada pelo organismo Trypanosoma cruzi (T. cruzi), continua gerando grande impacto na saúde pública e prejuízos financeiros, mesmo depois de 100 anos de sua descoberta. O tratamento disponível hoje apresenta baixa eficácia e severos efeitos colaterais. Nos esforços de combater esta doença alguns alvos terapêuticos têm sido explorados. O T. cruzi possui 190 proteínas quinases (PKs) no seu genoma que atuam em diversos processos fisiológicos, constituindo uma fonte potencial de alvos terapêuticos. O conhecimento acerca das estruturas das quinases, em conjunto com os estudos de mapeamento de resíduos reativos de cisteínas, permitem o planejamento racional de inibidores covalentes para estas proteínas como uma estratégia que equilibra seletividade, eficácia e segurança. Neste trabalho empregaram-se técnicas de bioinformática para priorizar quinases de T. cruzi potencialmente vitais para o organismo e que sejam promissores alvos para uma inibição covalente. Para tanto, partiu-se do levantamento das quinases das cepas Dm28c 2014 (171 PKs) e CL Brener Esmeraldo-like (175 PKs) em bancos de dados, seguida da classificação das quinases nos grupos e famílias típicos dessa classe de proteínas. Na sequência, foi feito o mapeamento das cisteínas presentes no sítio ativo das quinases das duas. Foram mapeadas 25 posições estratégicas com características estereoquímicas e eletrostáticas favoráveis para uma inibição covalente. Além deste mapeamento, estudos que validaram a importância biológica de quinases de Trypanosoma brucei (T. brucei) in vivo, na proliferação, no ciclo celular e na sobrevivência do parasito, embasaram a etapa de priorização das PKs. Nesta etapa, focada na cepa CL Brener, foram priorizadas 3 quinases de T. cruzi: AUK1, CLK1 e CRK9. A AUK1 é reportada como tendo um papel na divisão celular e possivelmente na diferenciação do parasito. A CLK1 e a CRK9, por extrapolação dos estudos em T. brucei, supostamente estão envolvidas na divisão celular. Além disso, a CRK9 também estaria envolvida na expressão gênica. Por fim, para possibilitar o início dos estudos de inibição destas quinases, foram construídos os modelos tridimensionais a partir do método de modelagem comparativa, com posterior validação estereoquímica e energética dos modelos gerados. As informações e discussões construídas ao longo deste estudo sobre as proteínas quinases de T. cruzi poderão ser utilizadas para embasar novas propostas de alvos terapêuticos e trazer novas perspectivas para a gestão da doença de Chagas.Chagas disease, a neglected tropical disease caused by the organism Trypanosoma cruzi (T. cruzi), continues having a major impact on public health and financial losses, even more than 100 years after its discovery. The treatment available today has low efficacy and causes severe side effects. As an effort to combat this disease, some therapeutic targets have been explored. T. cruzi has 190 protein kinases (PKs) in its genome that act in several physiological processes, thus constituting a potential source of therapeutic targets. The knowledge about kinase structures and the studies mapping reactive cysteine residues allow the rational design of covalent inhibitors for these proteins as a strategy that balances selectivity, efficacy, and safety. In this work, we used bioinformatics techniques to prioritize T. cruzi kinases that are potentially vital to the organism and promising targets for covalent inhibition. For that, we started with a database survey of the kinases of the Dm28c 2014 (171 PKs) and CL Brener Esmeraldo-like (175 PKs) strains, followed by the classification of the kinases in their typical groups and families. Then, we mapped the cysteines present in the active site of the kinases of the two strains. We mapped twenty-five strategic positions with stereochemical and electrostatic characteristics favorable for covalent inhibition. In addition, studies that validated the biological importance of T. brucei’s kinases in vivo, in proliferation, in the cell cycle, and in the survival of the parasite, supported the PKs prioritization. In this step, focused on the CL Brener strain, we prioritized three T. cruzi kinases: AUK1, CLK1 and CRK9. AUK1 is reported to have a role in cell division and, possibly, in parasite differentiation. We believe that CLK1 and CRK9 participate in cell division based on studies in T. brucei. In addition, CRK9 would also be involved in gene expression. Finally, to enable studies on the inhibition of these kinases, we built three-dimensional models employing comparative modeling, with subsequent stereochemical and energetic validation of the models generated. The information and discussions built throughout this study on T. cruzi protein kinases can support new proposals for therapeutic targets and bring new perspectives to the management of Chagas disease.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Bioquímica e ImunologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIABioquímica e imunologiaTrypanosoma cruziFosfotransferasesInibidores de Proteínas QuinasesTrypanosoma cruziQuinasesInibidores covalentesKinasesCovalent inhibitorsPriorização de proteínas quinases de Trypanosoma cruzi como potenciais alvos terapêuticos para o desenvolvimento de inibidores covalentesPrioritization of Trypanosoma cruzi protein kinases as potential therapeutic targets for the development of covalent inhibitorsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50431/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD52ORIGINALPriorização de proteínas quinases de Trypanosoma cruzi como potenciais alvos terapêuticos para o desenvolvimento de inibidores covalentes.pdfPriorização de proteínas quinases de Trypanosoma cruzi como potenciais alvos terapêuticos para o desenvolvimento de inibidores covalentes.pdfDissertaçãoapplication/pdf10976005https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50431/1/Prioriza%c3%a7%c3%a3o%20de%20prote%c3%adnas%20quinases%20de%20Trypanosoma%20cruzi%20como%20potenciais%20alvos%20terap%c3%aauticos%20para%20o%20desenvolvimento%20de%20inibidores%20covalentes.pdf680b9e29b61141983cbf5d4b319fdffeMD511843/504312023-02-27 11:38:33.624oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-02-27T14:38:33Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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