Estudo por docagem molecular de interações proteínas-ligantes utilizando diferentes ajustes de cargas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Oliveira, Rhayner de Araújo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Química
Centro de Ciências Exatas
UFES
Programa de Pós-Graduação em Química
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/16384
Resumo: Molecular docking is a technique widely used in the study of drug design in order to predict the binding modes of a ligand in a protein and its binding energy. The method is also widely used for virtual screening when databases of molecules with possible biological activity are docked to a receptor searching for new drugs. To increase the accuracy of the docking technique with the AutoDock 4.2 program, which has terms dependent on partial charges in the scoring function, this study combines different methods of assigning partial charges to receptors and ligands in order to analyze which combinations get a better prediction of docking energies and binding poses. The study combined the charges obtained by the AMBER03, Gasteiger, and GROMOS96 methods for the receptors and for the ligands the charges obtained with the AM1-BCC, CHARMM, Gasteiger, MMFF94, PM7, and RM1 methods. In total, 49 protein-ligand complexes were chosen to be re-docked using the eighteen combinations of charge assignment methods. The results show that the Gasteiger/RM1 charge assignment combination obtained the best R² among all combinations. However, it did not obtain the highest number of complexes with binding poses below the 2 A RMSD threshold. Despite being below average in the prediction of docking energy, the combination with the Gasteiger method assigned to the ligands obtained a consistent performance among the combinations with the charge methods for the receptors. In addition, combinations such as AMBER03/AM1-BCC and GROMOS96/MMFF94 obtained higher performance than the others in terms of success rates for ligands within the proposed 2 A RMSD threshold, thus being able to be chosen to be used in cases where experimental data is not known for the binding pose of the ligand.
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The study combined the charges obtained by the AMBER03, Gasteiger, and GROMOS96 methods for the receptors and for the ligands the charges obtained with the AM1-BCC, CHARMM, Gasteiger, MMFF94, PM7, and RM1 methods. In total, 49 protein-ligand complexes were chosen to be re-docked using the eighteen combinations of charge assignment methods. The results show that the Gasteiger/RM1 charge assignment combination obtained the best R² among all combinations. However, it did not obtain the highest number of complexes with binding poses below the 2 A RMSD threshold. Despite being below average in the prediction of docking energy, the combination with the Gasteiger method assigned to the ligands obtained a consistent performance among the combinations with the charge methods for the receptors. In addition, combinations such as AMBER03/AM1-BCC and GROMOS96/MMFF94 obtained higher performance than the others in terms of success rates for ligands within the proposed 2 A RMSD threshold, thus being able to be chosen to be used in cases where experimental data is not known for the binding pose of the ligand.A docagem molecular é uma técnica muito utilizada no estudo de planejamento de fármacos com o objetivo de predizer os modos de ligação de um ligante em uma proteína e sua energia de ligação. O método também é muito utilizado para triagem virtual quando bancos de dados de moléculas compossível atividade biológica são docadas em um receptor na busca de novos fármarcos. Para aumentar a acurácia da técnica de docagem com o programa AutoDock4.2, que possui termos dependentes das cargas parciais em sua função de pontuação, este estudo realiza a combinação de diferentes métodos de atribuições de cargas parciais para os receptores e ligantes com o objetivo de analisar quais combinações obtêm melhor predição de energias de docagem e modos de ligação. O estudo combinou as cargas obtidas pelos métodos AMBER03, Gasteiger e GROMOS96 para os receptores e para os ligantes as cargas obtidas pelos métodos AM1-BCC, CHARMM, Gasteiger, MMFF94, PM7 e RM1. No total, 49 complexos de proteína ligante foram escolhidos para serem re-docados utilizando as dezoito combinações de métodos de atribuição de cargas. Os resultados mostram que a combinação de cargas Gasteiger/RM1 obteve o melhor R2 dentre todas as combinações. Contudo, não obteve o maior número de complexos com modo de ligação abaixo do limite de 2 Å de RMSD. Apesar de ficar abaixo da média na predição de energia dedocagem, a combinação com o método Gasteiger atribuído aos ligantes obteve um desempenho consistente entre as combinações com os métodos de cargas para os receptores. Além disso, combinações como AMBER03/AM1-BCCeGROMOS96/MMFF94 obtiveram desempenho elevado aos demais nas taxas de sucesso para ligantes dentro do limite de 2 Å de RMSD proposto, podendo assim serem escolhidos para serem aplicados em casos onde não se possui informações experimentais sobre o modo de ligação do ligante.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em QuímicaCentro de Ciências ExatasUFESPrograma de Pós-Graduação em QuímicaGonçalves, Arlan da Silvahttps://orcid.org/0000-0002-5965-3191http://lattes.cnpq.br/4139608457982550https://orcid.org/0000-0001-5531-6035http://lattes.cnpq.br/9282113145976033Oliveira, Osmair Vital dehttps://orcid.org/0000-0001-9463-2567http://lattes.cnpq.br/3019137922691272Guizado, Teobaldo Ricardo Cuyahttps://orcid.org/0000-0002-3908-8076http://lattes.cnpq.br/8371827192990091Costa, Fabio Luiz Paranhoshttps://orcid.org/0000-0002-5418-5173http://lattes.cnpq.br/5001016980298959Scopel, Wanderla Luishttps://orcid.org/0000000220918121http://lattes.cnpq.br/1465127043013658Oliveira, Rhayner de Araújo2024-05-30T00:54:41Z2024-05-30T00:54:41Z2022-11-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16384porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-05-21T08:47:24Zoai:repositorio.ufes.br:10/16384Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-05-21T08:47:24Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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