65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química

DETERMINAÇÃO CRISTALOGRÁFICA E Docking MOLECULAR DO COMPOSTO 3-triclorometil-3,3a,4,5,6,7,8,9-octahidro-cicloocta[c]isoxazol-3-ol COMO POTENCIAL INIBIDOR FRENTE À ENZIMA Acetilcolinesterase

José Adriano da Silva - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA-UFAL Givanildo Santos da Silva - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA-UFAL Mariano Alves Pereira - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA-UFAL Alex Fabiani Claro Flores - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA- UFSM Luciana Almeida Piovesan - ESCOLA DE QUÍMICA E ALIMENTOS-UFRG Tatiane Luciano Balliano - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA-UFAL

INTRODUÇÃO:

A enfermidade conhecida como doença de Alzheimer DA, é uma desordem neurodegenerativa associada com a perda de neurônios colinérgicos no cérebro que afeta suas funções psicomotoras e cognitivas. Descrito inicialmente pelo patologista alemão Alois Alzheimer em 1907, dura cerca de 8,5 a 10 anos desde o aparecimento dos primeiros sintomas clínicos até a morte. Esta patologia tem grande impacto sócio econômico e afeta 1,5 % da população entre 65-69 anos, 21 % da população entre 85-86 e 39% acima dos 90 anos, acometendo 35,6 milhões de pessoas em todo o mundo. Dentre as causas mais evidentes da gênese da doença estão, a ocorrência da deposição extracelular de peptídeo beta-amilóide. Todo este processo resulta na perda da função neuronal e dano sináptico, com subsequente comprometimento da memória, da coordenação motora e do raciocínio, além da perda da capacidade cognitiva e demência. Em nível celular, a DA está associada à redução das taxas de acetilcolina (ACh) no processo sináptico, deste modo compostos que tem potencial para inibir a degradação da acetilcolina pela enzima acetilcolinesterase (AChE), pode servir de ponto de partida para o planejamento de novos fármacos no tratamento da doença, assim como os atualmente existentes tem sua ação neste mesmo princípio.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Aplicar métodos teóricos de docking molecular e técnicas experimentais de cristalografia de raios X, no estudo de potenciais inibidores da enzima AChE mais especificamente, para o composto 3-triclorometil-3,3a,4,5,6,7,8,9-octahidro-cicloocta[c]isoxazol-3-ol

MÉTODOS:

No campo da modelagem molecular, o docking é um método que prevê a orientação preferencial de uma molécula, um ligante, em relação a uma proteína, quando vinculados para formar um complexo estável. O conhecimento da orientação preferencial, por sua vez pode ser utilizado para prever a força de associação ou de afinidade entre duas moléculas. O objetivo do docking molecular é conseguir predizer uma conformação preferencial para o ligante e sua orientação relativa frente a um alvo macromolecular de modo que a energia livre de todo o sistema seja a menor possível. Foi usado o programa AutoDock 4.2 para obter as possíveis conformações do composto sob estudo com a enzima AChE, entretanto, faz-se necessário ainda dados de experimentos in vitro para que se possa confirmar os resultados de modelagem molecular. Os dados cristalográficos do composto sob estudo, foram obtidos após sua cristalização em solvente orgânico para posterior submissão à difração de raios X e tratamento dos dados para obtenção de um conjunto informações estruturais do composto, resultado este que foi empregado na simulação de modelagem molecular para a realização do docking.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

O estudo cristalográfico realizado no Laboratório de Cristalografia e Modelagem Molecular, realizado após a cristalização, permitiu a determinação da estrutura e obtendo como dados mais relevantes, os seguintes: Sistema cristalino monoclínico, grupo espacial C2/c com os parâmetros de rede: a= 24,6810(9) Å, b=7,2280(2) Å e c=18,7730(2) Å, Z=9 moléculas/célula unitária, V=2539,57(9) Å3 e F(000)= 1192. O número de reflexões coletadas foram 11226 e 2703 reflexões independentes com Rint = 0,0513, Robs = 0,1046 e S= 1,049. O composto 3-triclorometil-3,3a,4,5,6,7,8,9-octahidro-cicloocta[c]isoxazol-3-ol foi usado na simulação de modelagem molecular com o programa AutoDock 4.2 (AChE PDB: 1B41), obtendo como resultado dados das possíveis interações do composto com a proteína, com valor de energia de ligação estimado em -7,76 kcal/mol e interações com os resíduos Tyr 124 e Tyr 337 (ligações de hidrogênio, com respectivamente 1,8 Å e 2,7 Å) que estão na região do sitio de ligação, inclusive interagindo com os resíduos da tríade catalítica: Ser 125, Gly 121 e Tyr 337, assim como interagem com resíduos adjacentes: Tyr 124, Trp 86 , Gly 120, Asp 74 e Gly 120.

CONCLUSÕES:

Com os estudos realizados para o composto 3-triclorometil-3,3a,4,5,6,7,8,9-octahidro-cicloocta[c]isoxazol-3-ol para a simulação de docking, obtivemos informações de como este se comporta em termos de interações com os resíduos do sítio de ligação da enzima AChE. Neste caso os dados teóricos devem ser complementados com um estudo de dinâmica molecular, onde informações importantes da interação do composto, como sua movimentação nos canais da AChE, vai complementar os dados de docking e análise do composto sob o ponto de vista teórico. O resultado de docking para o composto o coloca como uma molécula que pode ser usada para prosseguir com outros testes, dada a comparação como o modo de ligação e os tipos de interações de outros compostos conhecidos na literatura, como os próprios fármacos já existentes e o modo como ocorrem as interações com os resíduos para o composto, predizendo que in vitro devemos observar efeitos inibitórios frente à enzima AChE e este pode ser um ponto de partida para o desenvolvimento de um candidato a fármaco.

Palavras-chave: Raios X, Docking, Acetilcolinesterase.