Planejamento in silico e síntese de peptídeos derivados da proteína YjhX: estudos de inibição da atividade de DNA topoisomerases - Brito, Lorrane Davi [UNESP] (2020)
O recém-descoberto sistema YjhX-YjhQ bacteriano é um sistema toxina-antitoxina (TA) do tipo II (formado por duas proteínas) que apresenta um grande potencial a ser estudado com o intuito de desenvolver potenciais fármacos, tanto com ação antimicrobiana como antitumoral. A toxina YjhX é uma pequena proteína de 85 resíduos de aminoácidos, sem homologia com outras toxinas e descrita como a primeira proteína endógena, de efeito neutralizante, específica para topoisomerase IA. A antitoxina YjhQ (181 resíduos de aminoácidos) é capaz de neutralizar a citotoxicidade de YjhX, pela formação de um complexo estável com a toxina. YjhX possui atividade citotóxica na replicação do DNA e na síntese do RNA, promovendo assim a interrupção do crescimento e consequente morte celular de E. coli. Algumas evidências tem sugerido que a interação toxina-enzima ocorre na extremidade Nterminal da toxina. Embora esta toxina possa ser encontrada em um grande número de microrganismos, ainda apresenta mecanismos de citotoxicidade e funções celulares a serem elucidadas. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo planejamento in silico e a síntese de peptídeos derivados de YjhX e avaliar a capacidade inibitória de diferentes topoisomerases. Com base nas informações estruturais, obtidas por modelagem e dinâmica molecular, quatro sequências peptídicas derivadas de YjhX foram projetadas e sintetizadas pela metodologia da fase sólida. As sequências foram analisadas e purificadas por cromatografia líquida de alta eficiência e caracterizadas por espectrometria de massas. A capacidade de inibição destes peptídeos sobre a atividade de diferentes topoisomerases foi avaliada por ensaios de eletroforese em gel. Ensaios de inibição do crescimento bacteriano, hemólise e viabilidade celular também foram realizados. Os peptídeos testados, não apresentaram atividade inibitória frente a DNA topoisomerases tipo II, mas inibiram a atividade da topoisomerases tipo I bacteriana. YjhXw-14I foi o único capaz de inibir 100% a atividade topo IA de M. tuberculosis na concentração de 100 μmol.L-1. Os ensaios microbiológicos envolvendo Klebsiella pneumoniae e Streptococcus agalactiae mostraram baixa atividade antimicrobiana. Embora determinadas sequências tenham apresentado um índice de inibição superior a 50%, os resultados não são satisfatórios por estarem abaixo dos 90% de inibição. Os peptídeos estudados não são tóxicos para células humanas, tendo em vista os resultados nos ensaios de hemólise e viabilidade celular. A partir dos resultados obtidos nesse trabalho, conclui-se que a α-hélice N-terminal de YjhX não deve participar do processo de interação com a enzima e consequentemente do processo inibitório, ou que o domínio 1 da topo IA não é aquele mais provável para a interação com a toxina.