Uso de técnicas ab initio no estudo de interações entre dois potenciais compostos farmacológicos e a protease da cepa mutante do vírus HIV-1

dc.contributor.advisorFulco, Umberto Laino
dc.contributor.advisor-co1Menezes, Gabriela de Lima
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8944-8148pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5922424775994735pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4528-9878pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9579151361576173pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Gabriel Vinícius Rolim
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0004-5842-7629pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttps://lattes.cnpq.br/4068348897651694pt_BR
dc.contributor.referees1Bezerra, Katyanna Sales
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1019-9642pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5246433025467179pt_BR
dc.date.accessioned2024-08-20T17:16:52Z
dc.date.available2024-08-20T17:16:52Z
dc.date.issued2024-08-08
dc.description.abstractThe inhibition of HIV-1 protease is a cornerstone of antiretroviral therapy. However, the notorious ability of HIV-1 to develop resistance against protease inhibitors (PIs) presents a significant challenge by turning currently available therapeutic options ineffective. Among the protease inhibitors available on the market, Darunavir (DRV) is one of the primary treatment options for patients with infections caused by mutant variants of HIV. However, the emergence of strains resistant to Darunavir is particularly dangerous, as it reduces the efficacy of this essential drug, limits the available therapeutic options, and increases the risk of treatment failure. From this perspective, this study aims to represent the interactions between two new PIs, GRL-004 and GRL-063, with the protease (PR) of a mutant (MUT) variant of HIV-1, using docking tools and molecular dynamics (MD) simulations to obtain the ideal conformations between both drugs and the mutant PR of the virus. Our simulations utilized crystals obtained from the Protein Data Bank (PDB). After selecting the corresponding structures of GRL-004, GRL-063, and mutant PR with acquired resistance to DRV, a series of optimizations were performed on the protein to identify its ideal binding conformations, forming the appropriate protein-ligand complex. These conformations were subjected to MD simulations to select the lowest energy state and the most stable conformation among all the obtained replicas. With the ideal replica in hand, one of these complexes (PRMUT-GRL-063) was subjected to quantum calculations to determine its interaction energies. Notably, no repulsion was identified in the interactions between the GRL-063 ligand and the mutant HIV protease. Amino acids VAL50A* and VAL50B* demonstrated good energetic results given their functional importance in the protease, reinforcing the ligand's efficacy. Other amino acids highlighted by the presented energies were PRO81B, ARG8A, PHE82A*, and ASN25A*. This study enhances our understanding of receptor-ligand dynamics and the adaptability of new protease inhibitors, carrying profound implications for the innovation of future antiretroviral medications.pt_BR
dc.description.resumoA inibição da protease do HIV-1 é um marco da terapia anti-retroviral. Entretanto, a notória habilidade do HIV-1 de desenvolver resistência contra inibidores da protease (IPs) apresenta um desafio significativo ao inutilizar estratégias terapêuticas disponíveis. Entre os inibidores de protease disponíveis no mercado, o Darunavir (DRV) é uma das principais opções de tratamento para pacientes com infecções por variantes mutantes do HIV. No entanto, a emergência de cepas resistentes ao DRV é particularmente perigosa, pois reduz a eficácia deste medicamento essencial, limitando as opções terapêuticas disponíveis e aumentando o risco de falhas no tratamento. Sob esta ótica, este estudo busca representar as interações entre dois novos IPs, GRL-004 e GRL-063, com a protease (PR) de uma variante mutante (MUT) do HIV-1, utilizando ferramentas de ancoragem e simulações de dinâmica molecular (DM) para obter as conformações ideais entre ambos fármacos e a PR mutante do vírus. As simulações utilizaram cristais obtidos do Protein Data Bank (PDB). Após a seleção das estruturas correspondentes do GRL-004, GRL-063, e PR mutante com resistência adquirida ao DRV, uma série de otimizações foram feitas na proteína utilizando para identificar suas conformações de ligação ideal formando o complexo proteína-ligante apropriado. Estas conformações foram submetidas a simulações em DM de forma a selecionar o menor estado energético e a conformação mais estável entre todas as conformações obtidas. Em posse da conformação ideal, um destes complexos (PRMUT-GRL-063) foi submetido a cálculos quânticos para determinar suas energias de interação. De maneira notável, não foram identificadas nenhuma repulsão nas interações entre o ligante GRL-063 e a protease mutante do HIV. Aminoácidos VAL50A e VAL50B demonstram bons resultados energéticos ante sua importância funcional na protease e reforçam a eficácia do ligante. Outros aminoácidos de destaque pelas energias apresentadas foram PRO81B, ARG8A, PHE82A*, e ASN25A*. Este estudo aprimora nossa compreensão da dinâmica receptor-ligante e da adaptabilidade dos novos inibidores de protease, trazendo profundas implicações para a inovação de futuros medicamentos antirretrovirais.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPqpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Gabriel Vinícius Rolim. Uso de técnicas ab initio no estudo de interações entre dois potenciais compostos farmacológicos e a protease da cepa mutante do vírus HIV-1. 2024. 56f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biomedicina), Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59496
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Biofísica e Farmacologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programBiomedicinapt_BR
dc.rightsAttribution 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/*
dc.subjectDinâmica molecularpt_BR
dc.subjectAb initiopt_BR
dc.subjectDFTpt_BR
dc.subjectMFCCpt_BR
dc.subjectInterações proteína-ligantept_BR
dc.subjectInibidor da proteasept_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::OUTROS::BIOMEDICINApt_BR
dc.titleUso de técnicas ab initio no estudo de interações entre dois potenciais compostos farmacológicos e a protease da cepa mutante do vírus HIV-1pt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
TCC - Gabriel Vinícius Rolim Silva - Biomedicina.pdf
Tamanho:
9.68 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar

Licença do Pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.45 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar