Busca de inibidores potentes e seletivos da diidroorotato desidrogenase de Mycobacterium tuberculosis (MtDHODH)

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Teixeira, Olívia
• 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: Caracterização enzimática; Dihydroorotate dehydrogenase; Diidroorotato desidrogenase; Enzyme characterization; Tuberculose; Tuberculosis
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60136/tde-05122024-165818/

A tuberculose (TB) é uma das principais causas de morte em todo o mundo. Representa uma séria ameaça à saúde pública e é caracterizada por alta transmissibilidade, prevalência em regiões subdesenvolvidas e altas taxas de coinfecção com HIV. Além disso, os graves efeitos colaterais característicos dos tratamentos disponíveis levam à baixa adesão dos pacientes e contribui para o surgimento e disseminação de cepas multirresistentes de Mycobacterium tuberculosis, o agente causador da TB. Estes fatores juntos representam desafios para o controle da erradicação da TB. A busca por um novo tratamento para TB é então necessária e urgente. A diidroorotato desidrogenase (DHODH) é uma enzima responsável pela oxidação estereoespecífica do (S)-diidroorotato (DHO) em orotato durante a quarta e única etapa redox da via biossintética de síntese de novo de pirimidinas. A enzima DHODH tem sido considerada um alvo atraente contra doenças infecciosas. Como um primeiro passo para explorá-la como um alvo de para novos fármacos contra a TB, realizamos uma caracterização cinética completa tanto da MtDHODH bacteriana quanto da enzima ortóloga humana (HsDHODH) usando ambos os substratos coenzima Q0 (Q0) e vitamina K3 (K3). MtDHODH segue um mecanismo de ping-pong de catálise e compartilha parâmetros catalíticos semelhantes com a enzima humana. Inesperadamente, o substrato Q0 foi encontrado como um inibidor da MtDHODH (Ki (Q0) = 138 ± 31 µM). Até onde sabemos, Q0 é o primeiro inibidor competitivo de diidroorotato não semelhante ao orotato para DHODHs de classe 2 já descrito. Simulações de dinâmica molecular junto com o mapeamento de solventes in silico, realizados com base em um modelo tridimensional construído por modelagem por homologia e validado por métodos de inteligência artificial implementados no Alphafold, nos permitiram avaliar a flexibilidade da proteína e relacioná-la com uma potencial modulação de sua atividade por pequenas moléculas ligantes em diferentes sítios da proteína. Também foi possível a obtenção da estrutura cristalográfica da MtDHODH na resolução de 2.5 Å, que não só fornece i informações estruturais importantes, como valida o modelo previamente gerado. Juntos, nossos resultados fornecem o ponto de partida para o desenho de uma nova geração de inibidores potentes e seletivos contra MtDHODH.