Efeito da temperatura na enzima 2-trans-enoil-ACP (CoA) redutase (EC 1.3.1.9) de Mycobacterium tuberculosis em complexo com o NADH : um estudo por simulação pela dinâmica molecular

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Gargano, Furia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Biociências; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
• Palavras-chave em Português: BIOLOGIA MOLECULAR; DINÂMICA MOLECULAR; PROTEÍNAS; ESTRUTURA MOLECULAR; TUBERCULOSE; TEMPERATURA; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5352

Esta pesquisa refere-se a um estudo computacional via simulação por dinâmica molecular (DM) que investiga os efeitos da temperatura na InhA, enzima 2-trans-enoil-ACP (CoA) redutase do Mycobacterium tuberculosis (MTB). A temperatura pode interferir na estrutura e função protéicas, na habilidade de ligação de uma proteína, na distribuição dos microestados, na conformação molecular média e nas reações enzimáticas. A partir do início do século XX, os experimentos in silico tem sido cada vez mais utilizados para auxiliar na compreensão e comprovação das hipóteses teóricas elaboradas em diversas áreas da ciência. Neste contexto, a simulação por dinâmica molecular (DM) tem sido uma das técnicas da biofísica molecular computacional utilizadas no estudo da variação das propriedades estruturais do estado nativo das proteínas e no planejamento e design de fármacos. Esta pesquisa investigou o efeito da temperatura sobre a enzima 2-trans-enoil-ACP (CoA) redutase (InhA) através de um estudo por simulação pela DM (SDM). A enzima InhA é um importante alvo para a isoniazida (INH), um dos fármacos utilizados no tratamento da tuberculose (TBC). O complexo enzimático InhA-NADH foi submetido a uma SMD a 25 ºC (298 K) e outra a 37 ºC (310 K) durante um período de 20 ns. A temperatura de 37 ºC foi escolhida por corresponder à temperatura corporal humana. Por outro lado, 25 ºC representa a temperatura ambiente utilizada nos experimentos realizados em condições normais de temperatura e pressão (NTP). Alguns parâmetros iniciais (desvio médio quadrático, raio de giro, superfície acessível ao solvente) foram obtidos a partir da análise dos dados das duas trajetórias. Existem diferenças conformacionais estatisticamente significativas entre as estruturas 3D resultantes das SDM a 25 ºC e 37 ºC. Também pesquisou-se o efeito da temperatura sobre a flexibilidade molecular. Enquanto observamos um importante aumento da flexibilidade na região de ligação do vi substrato (alça A, alça B e alça de ligação do substrato) aos 37 ºC, as hélices α6, α7 e α2 apresentaram Fatores-B menores na temperatura corporal humana. Na região do sítio de ligação da coenzima, apenas três resíduos (Ser20, Ile21 e Phe41) apresentaram uma menor flexibilidade com o aumento da temperatura. Pequenos aumentos de temperatura afetam significativamente a conformação de uma proteína em regiões importantes para o desempenho de suas funções. A elevação da temperatura aumenta a flexibilidade da estrutura protéica, porém de forma heterogênea, preservando regiões que necessitam de maior estabilidade no aspecto funcional. As nítidas modificações da enzima InhA e sua coenzima NADH durante um processo de alteração de temperatura de 25 ºC para 37 ºC devem ser consideradas no decorrer do planejamento e design de qualquer fármaco. O conhecimento detalhado das estruturas alvo, portanto, deve levar em conta as condições ambientais (pressão, temperatura, pH) às quais serão submetidas em in vivo. Sugerem-se, para o futuro, pesquisas com temperaturas maiores e trabalhos com docking.