Análise in silico do complexo YCBB-PBP5 mediador de resistência a β-Lactâmicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Braga, Aline de Oliveira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45818
Resumo: O mecanismo de resistência mediado pela L,D transpeptidase YcbB complexada com PBP5 em Escherichia coli permite a continuação da síntese da parede celular mesmo na presença de antibióticos β-lactâmicos, possibilitando a sobrevivência da bactéria mesmo sob estresse celular. Devido ao aumento do número de casos de resistência bacteriana aos tratamentos disponíveis, torna-se evidente a necessidade em desenvolver uma melhor compreensão sobre os mecanismos de resistência e consequentemente elaborar soluções farmacológicas eficazes. O objetivo deste estudo é avaliar, por meio de técnicas de simulação computacional fundamentadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e utilizando como metodologia o Fracionamento Molecular com Capas Conjugadas (MFCC), as especificidades energéticas presentes na interação entre os complexos YcbB-Meropenem e PBP5-Meropenem, a partir da utilização das estruturas cristalinas destas proteínas e a aplicação das ferramentas inerentes ao campo da simulação computacional. Para o primeiro complexo, foram avaliados 38 aminoácidos enquanto que para o sistema PBP5-Meropenem 42 aminoácidos foram analizados. A maioria dos resíduos energeticamente mais relevantes fazem parte do bolsão de ligação e os aminoácidos com maior energia atrativa estão situados a uma distância de até 4 Å, em ambos os complexos. Os resultados obtidos indicam maior energia de interação entre o meropenem e PBP5 através da interação dos resíduos THR243, HIS245, SER116, LYS242, GLY114 e SER139 que foram os mais importantes. Enquanto que para o complexo YcbB e meropenem os aminoácidos mais relevantes são SER526, TYR507, LEU431, ILE506, THR430 ARG407, TRP425, PRO428. Os métodos utilizados na análise destes resultados são arrojados e eficientes, e os resultados analisados servem como base de fundamentação teórica no desenvolvimento de novos fármacos.
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Devido ao aumento do número de casos de resistência bacteriana aos tratamentos disponíveis, torna-se evidente a necessidade em desenvolver uma melhor compreensão sobre os mecanismos de resistência e consequentemente elaborar soluções farmacológicas eficazes. O objetivo deste estudo é avaliar, por meio de técnicas de simulação computacional fundamentadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e utilizando como metodologia o Fracionamento Molecular com Capas Conjugadas (MFCC), as especificidades energéticas presentes na interação entre os complexos YcbB-Meropenem e PBP5-Meropenem, a partir da utilização das estruturas cristalinas destas proteínas e a aplicação das ferramentas inerentes ao campo da simulação computacional. Para o primeiro complexo, foram avaliados 38 aminoácidos enquanto que para o sistema PBP5-Meropenem 42 aminoácidos foram analizados. A maioria dos resíduos energeticamente mais relevantes fazem parte do bolsão de ligação e os aminoácidos com maior energia atrativa estão situados a uma distância de até 4 Å, em ambos os complexos. Os resultados obtidos indicam maior energia de interação entre o meropenem e PBP5 através da interação dos resíduos THR243, HIS245, SER116, LYS242, GLY114 e SER139 que foram os mais importantes. Enquanto que para o complexo YcbB e meropenem os aminoácidos mais relevantes são SER526, TYR507, LEU431, ILE506, THR430 ARG407, TRP425, PRO428. Os métodos utilizados na análise destes resultados são arrojados e eficientes, e os resultados analisados servem como base de fundamentação teórica no desenvolvimento de novos fármacos.The resistance mechanism mediated by L,D transpeptidase YcbB complexed with PBP5 in Escherichia coli allows a continuation of cell wall synthesis even in the presence of β-lactam antibiotics, enabling the survival of the bacteria even under cellular stress. Asking for an increase in the number of cases of bacterial resistance to the treatments available, the need to develop a better understanding of the mechanisms of resistance and, consequently, develop effective pharmacological solutions becomes evident. The aim of the study is to evaluate, through computer simulation techniques based on Density Functional Theory (DFT) and using Conjugated Layer Molecular Fractionation (MFCC) as a methodology, as energetic specificities present in the interaction between YcbB-Meropenem complexes and PBP5-Meropenem, from the use of the crystal structures of these proteins and the application of tools inherent in the field of computer simulation. For the first complex, 38 amino acids were obtained while for the PBP5-Meropenem system 42 amino acids were analyzed. Most energetically more residues are part of the binding reinforcement and the amino acids with higher energy generate situated at a distance of up to 4 Å, in both complexes. The results obtained indicate greater interaction energy between meropenem and PBP5 through the interaction of residues THR243, HIS245, SER116, LYS242, GLY114 and SER139 which were the most important. While for the YcbB complex and meropenem the most relevant amino acids are SER526, TYR507, LEU431, ILE506, THR430 ARG407, TRP425, PRO428. The methods used to analyze these results are bold and efficient, and the results are provided as a theoretical basis for the development of new drugs.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICASUFRNBrasilResistência β-LactâmicosMFCCDFTEnergia de interaçãoYCBBPBP5Análise in silico do complexo YCBB-PBP5 mediador de resistência a β-Lactâmicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAnaliseinsilico_Braga_2021.pdfapplication/pdf3269158https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/45818/1/Analiseinsilico_Braga_2021.pdf3f9d61c47c242ab44b0461db540ab98bMD51123456789/458182022-05-02 12:12:02.341oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/45818Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:12:02Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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