63ª Reunião Anual da SBPC

C. Ciências Biológicas - 1. Biofísica - 3. Biofísica Molecular

PROPOSIÇÃO DE MODO DE LIGAÇÃO DE UM PROTÓTIPO ANTITUMORAL DERIVADO DE BENZIMIDAZOL CAPAZ DE IMPEDIR A LIGAÇÃO NATURAL DE DNA À PROTEÍNA hnRNP K

Vinicius Barreto da Silva 1 Andréia Machado Leopoldino 2 Carlos Henrique Tomich de Paula da Silva 1

1. Departamento de Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – FCFRP, Universidade de São Paulo - USP 2. Departamento de Análises Clínicas, Toxicológicas e Bromatológicas, FCFRP, USP

INTRODUÇÃO:

A proteína hnRNP K é conhecida por seu papel nos múltiplos processos característicos da expressão gênica, incluindo funções nos estágios de “splicing”, transcrição e tradução, desempenhadas, principalmente, através da ligação de seus domínios KH a nucleotídeos. A ativação inadequada da hnRNP K tem relação direta com a gênese do câncer de cabeça e pescoço, mama e colo-retal, evidenciando a mesma como um atrativo alvo molecular para o desenvolvimento de novos fármacos contra o câncer. Com o intuito de gerar subsídios para planejar novos compostos com atividade otimizada e também capazes de impedir a ligação dos domínios KH da proteína hnRNP K ao DNA, técnicas de modelagem molecular, incluindo “docking”, campos de interação molecular e dinâmica molecular, foram utilizadas para propor o modo de ligação de um protótipo derivado de benzimidazol já identificado previamente, no Laboratório Computacional de Química Farmacêutica da FCFRP – USP, como ligante da hnRNP K.

METODOLOGIA:

As simulações de “docking” foram realizadas com o programa GOLD 4.1.1 dentro de uma esfera com 15 Å de raio, centrada no átomo de carbono delta1 do resíduo I49 do sítio ligante de DNA (KH3) da hnRNP K. Os parâmetros de cálculo do algoritmo genético do programa foram estabelecidos em: 10.000 operações, 100 mutações, 100 “crossovers” e uma população inicial de 100. As 15 orientações de maior escore para o derivado de benzimidazol foram então selecionadas. Os campos de interação molecular foram obtidos com o programa GRID22b para a mesma região do sítio ligante onde foram realizadas as simulações de docking, através da utilização dos seguintes grupos de prova: hidrofóbico, C aromático, N de amida e O carbonílico. Os sítios virtuais de interação obtidos foram sobrepostos com as orientações sugeridas por “docking”, e as que apresentaram concordância com os sítios foram submetidas a simulações de dinâmica molecular em complexo com o sítio ligante. As simulações de dinâmica molecular foram realizadas com o módulo Discover_3 do pacote computacional InsightII, gerando uma trajetória de 2 ns a 298 K com o campo de força CVFF.

RESULTADOS:

As 15 orientações de maior escore obtidas para o derivado de benzimidazol no sítio ligante da hnRNP K revelaram 6 possíveis modos de ligação distintos. Destes, apenas 3 orientações se mostraram viáveis através da comparação de seu posicionamento no espaço com os sítios receptores virtuais calculados a -5,5 Kcal/mol para O carbonílico e -2,5 Kcal/mol para C aromático. As 3 orientações filtradas foram submetidas às simulações de dinâmica molecular, em que duas se posicionaram em subsítios periféricos do sítio ligante da proteína e apenas uma se acomodava de maneira estendida ao longo da fenda de ligação ao DNA da proteína. As simulações de dinâmica molecular revelaram que uma destas orientações localizada em subsítio periférico não era viável energeticamente, pois a ligação de hidrogênio proposta com o resíduo R40, o mesmo responsável pelo reconhecimento do ligante natural (DNA), não se manteve ao longo da trajetória. Assim, dois possíveis modos de ligação são propostos para o derivado de benzimidazol no sítio ligante da proteína, com especial destaque para a orientação que se acomoda ao longo de toda a fenda e apresenta a possibilidade de manter ligações de hidrogênio, concomitantemente, com os resíduos responsáveis pelo reconhecimento molecular do ligante natural (R40 e R59).

CONCLUSÃO:

A identificação de um possível modo de ligação para o derivado de benzimidazol no sítio ligante de DNA da proteína hnRNP K abre o caminho para o entendimento do mecanismo molecular de interação deste protótipo com seu alvo molecular. Assim, novas entidades químicas com potencial atividade antitumoral, possuindo a capacidade de impedir a atividade aberrante da hnRNP K em câncer, podem ser propostas através da realização de modificações moleculares na estrutura do protótipo, as quais podem gerar novos derivados que devem respeitar as características físico-químicas requeridas pelo ambiente do sítio de ligação da proteína, processo este que pode ser guiado pelo conhecimento do modo de ligação aqui proposto do derivado de benzimidazol.

Palavras-chave: hnRNP K, Câncer, Modelagem molecular.