Caracterização in silico da família de pirofosfatases inorgânicas solúveis do parasito Trichomonas vaginalis

• Autor(a) principal: Cecche, Nayara Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/20655
• topic: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FARMACOLOGIA; Trichomonas vaginalis; Pirofosfatases; Modelagem molecular; Polifosfatos; Pyrophosphatases; Molecular modeling; Polyphosphates

O Trichomonas vaginalis é o agente causador da tricomoníase em humanos, infecção sexualmente transmissível (IST) não viral mais prevalente no planeta. Os pirofosfatos (PPi) e os polifosfatos (poliP) inorgânicos são polímeros lineares que formam longas cadeias através de ligações fosfoanídricas. Estes polímeros e as enzimas que estão envolvidas no seu metabolismo desempenham papel importante em processos vitais em diversos organismos, como sobrevivência e estabelecimento da infecção. As enzimas envolvidas no metabolismo destes polímeros podem ser do tipo fosfatases, realizam a sua clivagem, ou polifosfato quinases, que promovem a formação de cadeias de polifosfatos. As pirofosfatases inorgânicas (PPases) pertencem a um subgrupo de polifosfatases que dependem da utilização de metais bivalentes ( Mg 2+ , Zn 2+ , Mn 2+ ) como cofatores para desempenhar sua função de hidrólise. O objetivo inicial desse trabalho foi identificar proteínas envolvidas nas vias de síntese e degradação de polifosfatos no parasito T. vaginalis. Essa busca nos levou a identificação de genes que codificam PPases que talvez atuem também em vias de degradação de polifosfatos. Assim, o presente trabalho visa especificamente identificar e caracterizar in silico as enzimas da família de PPases no parasito T. vaginalis, bem como investigar sua possível contribuição na degradação de PPi e poliP. Como metodologia, inicialmente realizou-se a mineração e busca em bancos de dados do NCBI e do TrichDB para identificação no genoma do parasito de genes homólogos às enzimas envolvidas nessas vias metabólicas em outros organismos. Essa busca resultou na identificação apenas de genes que codificam PPases similares à enzima PPase Vsp1 de Trypanosoma brucei, que tem a capacidade de hidrolisar tanto pirofosfato quanto polifosfatos. Modelos tridimensionais das PPases foram construídos por modelagem comparativa empregando o servidor Swiss-Model, e o refinamento dos modelos foi feito com o servidor ModRefiner. Os modelos foram validados com ferramentas dos servidores SAVES 6.0 e ProSA-web. Os ensaios de docking foram realizados para investigar a relação dos modelos com o metabolismo de PPi e poliP, utilizando os programas AutoDock 4.2.6 e AutoDockTools 1.5.4. Os resultados foram visualizados com os programas PyMOL e Discovery Studio (BIOVIA). Os ligantes foram confeccionados com o programa PC Spartan Pro 1.0. Como resultados, a partir da pirofosfatase inorgânica vacuolar Vsp1 de Trypanosoma brucei foram identificados quatro genes que codificam pirofosfatases inorgânicas em T. vaginalis, nomeadas como TvPPase 1, 2, 3 e 4. Dentre essas proteínas, a TvPPases 4 possui mais diferenças peptídicas, sendo a menos parecida entre as quatro PPases e também a menos semelhante à Vsp1 de T. brucei. Isso foi reafirmado na construção dos modelos por homologia, pois moldes diferentes tiveram que ser utilizados. Com a validação dos modelos, foram obtidos valores favoráveis indicando boa qualidade dos modelos refinados. O procedimento de docking molecular de PPi e PoliP mostrou que todas as quatro enzimas interagem bem com o PPi e que as TvPPases 1, 3 e 4 apresentam interações favoráveis e baixa energia de ligação com polifosfatos de cadeia curta e média, mas não com os de cadeia longa. Estudos adicionais in silico e in vitro são necessários para determinar a especificidade de substrato dessas proteínas e seu papel na sobrevivência e patogenicidade do parasito.