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.advisor | Fulco, Umberto Laino | |
dc.contributor.advisor-co1 | Menezes, Gabriela de Lima | |
dc.contributor.advisor-co1ID | https://orcid.org/0000-0002-8944-8148 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5922424775994735 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-4528-9878 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9579151361576173 | pt_BR |
dc.contributor.author | Silva, Gabriel Vinícius Rolim | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0009-0004-5842-7629 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | https://lattes.cnpq.br/4068348897651694 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Bezerra, Katyanna Sales | |
dc.contributor.referees1ID | https://orcid.org/0000-0003-1019-9642 | pt_BR |
dc.contributor.referees1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5246433025467179 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2024-08-20T17:16:52Z | |
dc.date.available | 2024-08-20T17:16:52Z | |
dc.date.issued | 2024-08-08 | |
dc.description.abstract | The 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.resumo | A 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.sponsorship | CNPq | pt_BR |
dc.identifier.citation | SILVA, 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.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59496 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | Departamento de Biofísica e Farmacologia | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | Biomedicina | pt_BR |
dc.rights | Attribution 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ | * |
dc.subject | Dinâmica molecular | pt_BR |
dc.subject | Ab initio | pt_BR |
dc.subject | DFT | pt_BR |
dc.subject | MFCC | pt_BR |
dc.subject | Interações proteína-ligante | pt_BR |
dc.subject | Inibidor da protease | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::OUTROS::BIOMEDICINA | pt_BR |
dc.title | Uso de técnicas ab initio no estudo de interações entre dois potenciais compostos farmacológicos e a protease da cepa mutante do vírus HIV-1 | pt_BR |
dc.type | bachelorThesis | pt_BR |
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