Planejamento, síntese e avaliação da relação estrutura-atividade de inibidores covalentes de cisteína proteases

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Luiz Fernando Barbosa da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: catepsina L; cathepsin L; cisteína proteases; covalent inhibitors; cruzain; cruzaína; cysteine proteases; dipeptidil nitrilas; dipeptidyl nitriles; inibidores covalentes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-18092025-125845/

As cisteína proteases (CPs) desempenham papéis centrais em diversos organismos, modulando processos fisiológicos e patológicos fundamentais. Entre essas enzimas, a cruzaína (Cz) e a catepsina L de humanos (hCatL) destacam-se como alvos altamente relevantes para a descoberta e o desenvolvimento de fármacos. Neste estudo, foi realizada a síntese e caracterização de uma série de inibidores baseados no esqueleto dipeptidil nitrila, com modificações estruturais sistemáticas nas subunidades P1, P2 e P3, visando a amplificação da afinidade e seletividade frente a Cz e hCatL. Dentre os compostos avaliados, o Neq1276, um análogo inédito contendo um grupo indólico na posição P2, destacou-se como o inibidor para o qual a hCatL tem maior afinidade com pKi de 9,9, mantendo afinidade relevante frente à Cz (pKi = 7,4). O Neq1277, por sua vez, apresentou um incremento expressivo de afinidade para Cz (ΔpKi = +1,0), com manutenção do perfil seletivo em relação à hCatL. As análises termodinâmicas, conduzidas por calorimetria de titulação isotérmica, revelaram um fenômeno inédito e altamente relevante: três inibidores, Neq1153, Neq1260 e Neq1265, apresentaram contribuições aditivas e sinérgicas de entalpia e entropia, resultando em interações bimoleculares altamente espontâneas. Esse comportamento, em contraste com a típica compensação entropiaentalpia (EEC) amplamente relatada na literatura, representa um avanço conceitual significativo no entendimento e no controle das forças termodinâmicas envolvidas na interação proteínaligante. A presença dessa aditividade sinérgica oferece um novo paradigma para o planejamento de inibidores, ao permitir ganhos simultâneos de H e S, algo tradicionalmente considerado desafiador. A seletividade observada entre os alvos, exemplificada pelo Neq1277 (preferencial para Cz) e pelos compostos Neq1268 e Neq1276 (preferenciais para hCatL), reforça o papel determinante das modificações em P2, em especial o grupo indol, na modulação do reconhecimento molecular. Finalmente, uma análise retrospectiva de inibidores de Cz depositados em bases públicas demonstrou que o Neq1276 constitui uma nova entidade química (NCE) sem precedentes, consolidando-se como um candidato promissor à otimização estrutural.