Avaliação por bioquímica quântica de interações entre o receptor beta secretase 1 (BACE1) e Ligantes
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45823 |
Resumo: | Alzheimer's disease (AD) is a progressive multifactorial neurodegenerative disorder and the main cause of dementia in late adulthood. The amyloid cascade hypothesis suggests a deposition of beta amyloid (Aβ) in the brain, as a result, there is an imbalance between the production and clearance of the Aβ peptide deposited in diffuse plaques. This is the cause of damage in AD. In recent years, several drugs have been developed to reduce the concentrations of Aβ40 and Aβ42, including 4-Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate and Verubecestat, which have a great potential to minimize the production of the peptide. This work analyzes the main interactions that occur between a Beta secretase 1 (BACE1) and its ligands using the Molecular Fragmentation Method with Conjugated Caps (MFCC), using the DFT (Density Functional Theory) approach for identification of which amino acid residues contribute to the binding between the drugs, mentioned before, and receptor. The results showed the energetic values of each amino acid residue constituting the site of interaction with the ligands under analysis. This assessment took place within a radius of up to 10.0 Å away from the drugs. The results show that 4- Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate has greater affinity to the molecular target than Verubecestat. Residues ASP93, ASP289, TYR132, SER96, THR293, GLY291, LEU91, ILE179, THR292, TRP176, GLY95, PHE169, GLN134 are important for system formation with the two drugs. Of these, the ASP93 and ASP289 are key pieces for stabilizing the formation of complexes. The data found are essential for creating new strategies in the development of drugs that can contribute to improving the quality of life of patients with AD. |
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Avaliação por bioquímica quântica de interações entre o receptor beta secretase 1 (BACE1) e LigantesDoença de AlzheimerBeta amiloideBACE1DFTMFCCAlzheimer's disease (AD) is a progressive multifactorial neurodegenerative disorder and the main cause of dementia in late adulthood. The amyloid cascade hypothesis suggests a deposition of beta amyloid (Aβ) in the brain, as a result, there is an imbalance between the production and clearance of the Aβ peptide deposited in diffuse plaques. This is the cause of damage in AD. In recent years, several drugs have been developed to reduce the concentrations of Aβ40 and Aβ42, including 4-Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate and Verubecestat, which have a great potential to minimize the production of the peptide. This work analyzes the main interactions that occur between a Beta secretase 1 (BACE1) and its ligands using the Molecular Fragmentation Method with Conjugated Caps (MFCC), using the DFT (Density Functional Theory) approach for identification of which amino acid residues contribute to the binding between the drugs, mentioned before, and receptor. The results showed the energetic values of each amino acid residue constituting the site of interaction with the ligands under analysis. This assessment took place within a radius of up to 10.0 Å away from the drugs. The results show that 4- Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate has greater affinity to the molecular target than Verubecestat. Residues ASP93, ASP289, TYR132, SER96, THR293, GLY291, LEU91, ILE179, THR292, TRP176, GLY95, PHE169, GLN134 are important for system formation with the two drugs. Of these, the ASP93 and ASP289 are key pieces for stabilizing the formation of complexes. The data found are essential for creating new strategies in the development of drugs that can contribute to improving the quality of life of patients with AD.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA doença de Alzheimer (DA) é um transtorno neurodegenerativo multifatorial progressivo e a principal causa de demência na vida adulta tardia. A hipótese da cascata amiloide sugere uma deposição de beta amiloide (Aβ) no cérebro, como resultado disso, há um desequilíbrio entre a produção e a depuração do peptídeo Aβ que se depositam em placas difusas. Essa seria a causa da lesão na DA. Nos últimos anos, vem sendo desenvolvidos diversos fármacos para diminuição das concentrações de Aβ40 e Aβ42, entre eles o 4- Butoxi-3-clorobenzil imidotiocarbamato e o Verubecestat que apresentam um grande potencial para a minimizar a produção do peptídeo. Este trabalho, faz uma análise das principais interações que ocorrem entre uma Beta secretase 1 (BACE1) e o seus ligantes a partir do Método de Fragmentação Molecular com Capas Conjugadas (MFCC), utilizando a abordagem DFT (Teoria Funcional da Densidade), para identificação de quais resíduos de aminoácidos contribuem para a ligação entre os fármacos, citados a cima, e seu receptor. Os resultados mostraram os valores energéticos de cada resíduo de aminoácido constituinte do sítio de interação com os ligantes em análise. Essa avaliação se deu em um raio de até 10,0 Å de distância dos fármacos. Os resultados mostram que 4- Butoxi-3-clorobenzil imidotiocarbamato possui maior afinidade ao alvo molecular do que o Verubecestat. Os resíduos ASP93, ASP289, TYR132, SER96, THR293, GLY291, LEU91, ILE179, THR292, TRP176, GLY95, PHE169, GLN134 são importantes para a formação do sistema com os dois fármacos. Sendo desses, a ASP93 e ASP289 mostram-se peças chaves para estabilização da formação dos complexos. Os dados encontrados são fundamentais para criação de novas estratégias no desenvolvimento de fármacos que possam contribuir para a melhora na qualidade de vida dos pacientes portadores de DA.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICASFulco, Umberto Lainohttp://lattes.cnpq.br/6613096511935122http://lattes.cnpq.br/9579151361576173Macedo Filho, Antônio dehttp://lattes.cnpq.br/5432651695056904Lima Neto, José Xavier dehttp://lattes.cnpq.br/4087097955623085Clemente Júnior, Washington Sales2022-02-04T23:22:04Z2022-02-04T23:22:04Z2021-12-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCLEMENTE JÚNIOR, Washington Sales. Avaliação por bioquímica quântica de interações entre o receptor beta secretase 1 (BACE1) e Ligantes. 2021. 66f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45823info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2022-05-02T15:12:24Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/45823Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2022-05-02T15:12:24Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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Alzheimer's disease (AD) is a progressive multifactorial neurodegenerative disorder and the main cause of dementia in late adulthood. The amyloid cascade hypothesis suggests a deposition of beta amyloid (Aβ) in the brain, as a result, there is an imbalance between the production and clearance of the Aβ peptide deposited in diffuse plaques. This is the cause of damage in AD. In recent years, several drugs have been developed to reduce the concentrations of Aβ40 and Aβ42, including 4-Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate and Verubecestat, which have a great potential to minimize the production of the peptide. This work analyzes the main interactions that occur between a Beta secretase 1 (BACE1) and its ligands using the Molecular Fragmentation Method with Conjugated Caps (MFCC), using the DFT (Density Functional Theory) approach for identification of which amino acid residues contribute to the binding between the drugs, mentioned before, and receptor. The results showed the energetic values of each amino acid residue constituting the site of interaction with the ligands under analysis. This assessment took place within a radius of up to 10.0 Å away from the drugs. The results show that 4- Butoxy-3-chlorobenzyl imidothiocarbamate has greater affinity to the molecular target than Verubecestat. Residues ASP93, ASP289, TYR132, SER96, THR293, GLY291, LEU91, ILE179, THR292, TRP176, GLY95, PHE169, GLN134 are important for system formation with the two drugs. Of these, the ASP93 and ASP289 are key pieces for stabilizing the formation of complexes. The data found are essential for creating new strategies in the development of drugs that can contribute to improving the quality of life of patients with AD. |
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