Bioquímica quântica da interação ligante-alvo no combate ao mycobacterium tuberculosis multirresistente

dc.contributor.advisorFulco, Umberto Laino
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9579151361576173pt_BR
dc.contributor.authorVianna, Jéssica de Fátima
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3172779588083473pt_BR
dc.contributor.referees1Silva Júnior, Edilson Dantas da
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5459705151588106pt_BR
dc.contributor.referees2Oliveira, Jonas Ivan Nobre
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2461374517882321pt_BR
dc.contributor.referees3Barbosa, Paulo Henrique Ribeiro
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1903813727934214pt_BR
dc.contributor.referees4Vieira, Vinícius Manzoni
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7335017320399198pt_BR
dc.date.accessioned2021-12-17T23:30:12Z
dc.date.available2021-12-17T23:30:12Z
dc.date.issued2021-10-08
dc.description.abstractTuberculosis is a worldwide health problem caused by Mycobacterium tuberculosis and aggravated by the resistance mechanisms developed by this bacterium against the drugs used in its treatment. Thus, the development of drugs capable of eliminating multidrug-resistant strains, characterized by those that have resistance to the most important drugs - rifampicin and isoniazid - becomes crucial. Thereby, this work aims to perform a structural and energetic study of the kanglemycin and rifampicin interactions in complex with RNA Polymerase; also BDM72201, BDM72719, BDM76060 and BDM76150 with the transcriptional repressor EthR2, as a way to boost the action of ethionamide. Using crystallographic data from these systems, calculations of the interactions of each ligand with their respective receptors were performed within the density functional theory (DFT), and the binding energy of each molecule with the amino acid constituents of the binding site was obtained by applying the molecular fractionation with conjugate caps (MFCC). Thus, results showed that kanglemycin is able to bind to RNA polymerase in the same way as rifampicin, having -63.61 Kcal/mol and -65.68 Kcal/mol total energy, respectively, and sharing 79 residues at the binding site. In the presence of the S447L mutation, often associated with rifampicin resistance, kanglemycin maintains its strong interaction with its target, generating an overall energy of -64.00 Kcal/mol. BDM72201, BDM72719, BDM76060 and BDM76150 components share 68 residues of the same binding site. BDM72201 and BDM72719 attach to the site in a weaker way, showing energies of -19.56 Kcal/mol and -21.56 Kcal/mol, respectively; whereas BDM76060 (- 65.88 Kcal/mol) and BDM76150 (-66.13 Kcal/mol) produce stronger binding and have greater potential to act as EthR2 inhibitors. Therefore, it was evidenced that kanglemycin has great potential to be inserted into clinical practice as a rifampicin substitute and the BDM76150 as an ethionamide booster.pt_BR
dc.description.resumoA tuberculose é um problema de saúde mundial provocado pelo Mycobacterium tuberculosis e agravado pelos mecanismos de resistência que essa bactéria desenvolve contra os fármacos utilizados no tratamento. Assim, torna-se crucial o desenvolvimento de fármacos capazes de eliminar as cepas multirresistentes, caracterizadas por aquelas que possuem resistência aos fármacos mais importantes: rifampicina e isoniazida. Desse modo, este trabalho tem o objetivo de realizar um estudo estrutural e energético das interações dos ligantes kanglemicina e rifampicina em complexo com a RNA Polimerase; e de BDM72201, BDM72719, BDM76060 e BDM76150 com repressor transcricional EthR2, como forma de potencializar a atuação da etionamida. Utilizando dados cristalográficos desses sistemas, foram realizados cálculos das interações de cada ligante com seus respectivos receptores dentro da abordagem da teoria do funcional da densidade, e a energia de ligação de cada molécula com os aminoácidos constituintes do sítio de ligação pôde ser obtida empregando o método de fracionamento molecular com capas conjugadas. Desse modo, os resultados demonstraram que a kanglemicina é capaz de se ligar à RNA polimerase da mesma forma da rifampicina, possuindo energia total de -63,61 Kcal/mol e -65,68 Kcal/mol, respectivamente, além de compartilharem 79 resíduos no sítio de ligação. Na presença da mutação S447L, frequentemente associada à resistência à rifampicina, a kanglemicina continua mantendo a forte interação com seu alvo, gerando uma energia global de -64,00 Kcal/mol. Os componentes BDM72201, BDM72719, BDM76060 e BDM76150 compartilham 68 resíduos do mesmo sítio de ligação. BDM72201 e BDM72719 se fixam de forma mais fraca ao sítio, apresentando energias de -19,56 Kcal/mol e - 21,56 Kcal/mol, respectivamente; enquanto que BDM76060 (-65,88 Kcal/mol) e BDM76150 (-66,13 Kcal/mol) produzem ligações mais fortes e possuem maior potencial para atuarem como inibidores de EthR2. Portanto, ficou evidenciado que a kanglemicina possui grande potencial para ser inserida na prática clínica como um substituinte da rifampicina e o ligante BDM76150 como potencializador da etionamida.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationVIANNA, Jéssica de Fátima. Bioquímica quântica da interação ligante-alvo no combate ao mycobacterium tuberculosis multirresistente. 2021. 102f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45476
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTuberculosept_BR
dc.subjectRifampicinapt_BR
dc.subjectRNA Polimerasept_BR
dc.subjectEtionamidapt_BR
dc.subjectMecânica quânticapt_BR
dc.subjectModelagem molecularpt_BR
dc.titleBioquímica quântica da interação ligante-alvo no combate ao mycobacterium tuberculosis multirresistentept_BR
dc.title.alternativeQuantum biochemistry of drug-target interactions in the fight against multidrug resistant mycobacterium tuberculosispt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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