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Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://repositorio.unb.br/handle/10482/47466
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Titre: Análise computacional da estrutura das dinaminas de Plasmodium falciparum e priorização de potenciais inibidores
Auteur(s): Campos, Thiago Albuquerque Souza
Orientador(es):: Charneau, Sebastien Olivier
Coorientador(es):: Bastos, Izabela Marques Dourado
Assunto:: Plasmodium falciparum
Malária
Inibidores
Predição de estrutura 3D
Docking molecular
Date de publication: 23-jan-2024
Référence bibliographique: CAMPOS, Thiago Albuquerque Souza. Análise computacional da estrutura das dinaminas de Plasmodium falciparum e priorização de potenciais inibidores. 2022. 112 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
Résumé: A malária é uma doença endêmica de regiões tropicais e subtropicais e é causada por um protozoário do gênero Plasmodium spp. Devido à ausência de uma vacina eficaz, o tratamento por quimioterápicos continua sendo a mais eficiente forma de enfrentar a doença, porém o advento de resistências a esses medicamentos ocasionou uma redução de sua eficácia. O ciclo eritrocitário, que leva a produção das formas infectivas, os merozoítos, é responsável pela sintomatologia da doença. A morfogênese do merozoíto é complexa e exige um tráfego intracelular preciso e intenso e leva a formação de organelas peculiares. Falhas nesses processos celulares podem ocasionar a morte celular. Os membros da família de proteínas dinaminas são conhecidos por estar envolvidos nesses processos e, portanto, podem ser os responsáveis por essa regulação mecanoquímica. O P. falciparum possui em seu genoma as sequencias codantes de três dinaminas, PfDYN1, PfDYN2 e PfDYN3, que foram preditas como participantes desses processos. Tendo em vista a necessidade de novos alvos para fármacos, o trabalho visou a determinação das estruturas dessas dinaminas e a triagem de possíveis inibidores específicos por modelagem molecular. Utilizando servidores para análise in silico determinou-se que são caracterizados como dynamin-like e que possuem similaridade sequencial com dinaminas de Toxoplasma gondii, portanto, devem possuir funções e estruturas similares. Como não há modelos estruturais dessas proteínas, esse trabalho utilizou servidores que utilizam métodos de homologia ou métodos baseados em machine learning. Os modelos foram refinados utilizando o programa GalaxyRefine e suas qualidades foram avaliadas pelo programa MolProbity. O programa considerou os modelos 3D obtidos através do servidor AlphaFold e refinados pelo GalaxyRefine como os melhores e mais robustos. A partir das estruturas 3D de PfDYN1 e PfDYN2, servidores de predição de sítios foram utilizados para a predição de seus sítios de interação molecular, sendo os modelos obtidos pelo FTSite os selecionados para os experimentos de docking molecular. Foram selecionadas classes de inibidores conhecidos de dinaminas, dynasore, dyngo-4a, dynole, iminodyn e rhodadyn como a base estrutural para a geração da biblioteca de priorização de compostos por meio da similaridade estrutural, baseado no coeficiente de Tanimoto, na biblioteca comercial ChemBridge. Após o docking, doze compostos, que apresentaram melhor afinidade ao sítio ativo, foram selecionados como potenciais inibidores das PfDYN1 e PfDYN2. Futuramente, a inibição de crescimento do parasito por curva de dose-resposta in vitro, assim como a inibição enzimática, serão testadas. Espera-se encontrar novas ferramentas de estudo do tráfego intracelular e da formação das organelas de P. falciparum, além de novos compostos bioativos antimaláricos.
Abstract: Malaria is an endemic disease of tropical and subtropical regions and is caused by a protozoan of the genus Plasmodium spp. Due to the absence of an effective vaccine, treatment with chemotherapeutic drugs remains the most efficient way to face the disease, but the advent of resistance to these drugs has caused a reduction in their effectiveness. The erythrocytic cycle, which leads to the production of the infective forms, the merozoites, is responsible for the symptomatology of the disease. The morphogenesis of the merozoite is complex and requires a precise and intense intracellular traffic and leads to the formation of peculiar organelles. Failures in these cellular processes can lead to cell death. Members of the dynamin family of proteins are known to be involved in these processes and therefore may be responsible for this mechanochemical regulation. P. falciparum has in its genome the sequences encoding three dynamins, PfDYN1, PfDYN2, and PfDYN3, that have been predicted to participate in these processes. In view of the need for new drug targets, this work aimed at determining the structures of these dynamins and screening for possible specific inhibitors by molecular modeling. Using servers for in silico analysis it was determined that they are characterized as dynamin-like and that they have sequence similarity with Toxoplasma gondii dynamins, therefore, they must have similar functions and structures. Since there are no structural models of these proteins, this work utilized servers that use homology or machine learning based methods. The models were refined using the GalaxyRefine program and their qualities were evaluated by the MolProbity program. The program considered the 3D models obtained through the AlphaFold server and refined by GalaxyRefine to be the best and most robust. From the 3D structures of PfDYN1 and PfDYN2, binding site prediction servers were used for the prediction of their molecular interaction sites, and the models obtained by FTSite were the ones selected for the molecular docking experiments. Classes of known dynamin inhibitors, dynasore, dyngo-4a, dynole, iminodyn and rhodadyn were selected as the structural basis for generating the compound prioritization library by means of structural similarity, based on Tanimoto's coefficient, in the commercial ChemBridge library. After docking, twelve compounds, which showed better affinity to the active site, were selected as potential inhibitors of PfDYN1 and PfDYN2. In the future, parasite growth inhibition by in vitro dose-response curve as well as enzyme inhibition will be tested. It is hoped to find new tools to study the intracellular traffic and organelle formation of P. falciparum, as well as new bioactive antimalarial compounds.
metadata.dc.description.unidade: Instituto de Ciências Biológicas (IB)
Departamento de Biologia Celular (IB CEL)
Description: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2023.
metadata.dc.description.ppg: Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular
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Collection(s) :Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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