Planejamento de inibidores da enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Trypanosoma cruzi e avaliação bioquímica por calorimetria de titulação isotérmica

• Main Author: Igor Muccilo Prokopczyk
• Other Authors: Carlos Alberto Montanari
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2012
• Subjects: biocalorimetria; doença de Chagas; GAPDH; quiminformática; Trypanosoma cruzi; biocalorimetry; Chagas disease; cheminformatics
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-17042012-170802/

A doença de Chagas representa um grave problema de saúde em regiões endêmicas que vão desde o sul dos Estados Unidos até a Argentina. O protozoário tripanossomatídeo Trypanosoma cruzi é o agente causador dessa devastadora doença, que afeta milhões de pessoas. Existem em torno de 10 milhões de indivíduos contaminados e pelo menos 25 milhões de pessoas vivem em locais riscos de infecção. Os dois medicamentos, o nifurtimox e o benzonidazol, apresentam sérios efeitos colaterais além de se mostrarem ineficazes na fase crônica da doença. Esse triste perfil, felizmente, tem se alterado com recentes avanços que levaram o ravuconazol, pozaconazol e K11777 para estudos em fase clínica. Com base em seu papel fundamental no ciclo do T. cruzi, a sexta enzima da via glicolítica, a gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (GAPDH) vem sendo considerada um alvo promissor para a descoberta e o desenvolvimento de novos agentes quimioterápicos para o tratamento da doença de Chagas. É amplamente conhecida a importância do planejamento de compostos tanto por método baseado na estrutura do alvo quanto do ligante. A docagem molecular foi usada para a seleção inicial dos compostos para o teste biocalorimétrico, e a partir dessa estratégia foi possível, de 25 compostos. Os parâmetros cinéticos da catálise da TcGAPDH foram determinados (KM = 10,51 ± 0,91 µM, Vmax = 4,18 ± 0,09 x 10-4 mM s-1 e kcat = 85,88 ± 3,22 s-1). Os experimentos cinéticos por ITC possibilitou na identificação de cinco compostos bioativos, sendo três com constante de inibição abaixo de 100 µM (13,21 ± 0,88, 35,00 ± 1,70 e 78,45 ± 2,69 µM). Processos de simulação de dinâmica molecular foram aplicados para a predição do modo de interação dos três compostos com Ki app menores que 100 µM. === Chagas disease is a serious health problem in endemic regions ranging from the southern the United States to Argentina. The protozoan Trypanosoma cruzi is the causative agent of this devastating disease that affects millions of people. Exist about 10 million people infected and at least 25 million people live in risk of local infection. There are only two drugs used to treat Chagas disease during acute phase and it show harmful side effects. This gloomy outlook has changed due to major advances in research of anti-trypanosomatid agents; an example is posaconazole, ravuconazole and K11777 both, which currently is in clinical phase. A promising target that is receiving considerable attention is the enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH, EC 1.2.1.12) a key protein in the glycolytic pathway of trypanosomatids. SBVS methods were used for the selection of 25 compounds and these were assayed against GAPDH using Isothermal Titration Calorimetry. The kinetic parameters of catalysis were determined TcGAPDH (KM = 10.91 ± 0.91 µM, Vmax = 4.18 ± 0.09 x 10-4 mM s-1 and kcat = 85.88 ± 3.22 s-1). The kinetic experiments by ITC allowed the identification of five bioactive compounds, three with inhibition constant below 100 µM. Simulation process of molecular dynamics were applied to predict the mode of interaction for the three compounds with Kiapp less than 100 µM.