estudos quantitativos de correlaÇÃo estrutura-atividade em 4d de potenciais inibidores da enzima...

8/17/2019 ESTUDOS QUANTITATIVOS DE CORRELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE EM 4D DE POTENCIAIS INIBIDORES DA ENZIMA …

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GIOVANNA CARDOSO GAJO

ESTUDOS QUANTITATIVOS DE

CORRELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE EM

4D DE POTENCIAIS INIBIDORES DA ENZIMA

Rho QUINASE

LAVRAS - MG

2016


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ESTUDOS QUANTITATIVOS DE CORRELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE EM 4D DE POTENCIAIS INIBIDORES DA ENZIMA Rho

QUINASE

Tese apresentada à Universidade Federalde Lavras, como parte das exigências doPrograma de Pós-Graduação emgro!u"mica, #rea de concentração emgro!u"mica, para a o$tenção do t"tulode %outor&

'rientador

%ra& (laine Fontes Ferreira da )un*a

LAVRAS - MG

2016


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ESTUDOS QUANTITATIVOS DE CORRELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE EM 4D DE POTENCIAIS INIBIDORES DA ENZIMA Rho

QUINASE

Tese apresentada à Universidade Federalde Lavras, como parte das exigências doPrograma de Pós-Graduação em

gro!u"mica, #rea de concentração emgro!u"mica, para a o$tenção do t"tulode %outor&

P+'% em . de março de /01&

%r& )le$er Paulo ndrada nconi UFL

%ra& %aiana 2ancini Teixeira UFL

%ra& 2elissa 3oares )aetano UF'P

%r& Teodorico de )astro +amal*o UFL

%r& 3tep*en 4ones 5arig6e UFL

%ra& (laine Fontes Ferreira da )un*a

'rientadora

LAVRAS MG

!"#h$ #$%$&o'()*"#$ +&$,o($$ .+&o S"/%+$ + G+($o + !"#h$C$%$&o'()*"#$ $ B",&"o%+#$ U3"+(/"%)("$ $ U!LA5 #o $o/

"3*o($o/ .+&o$7 .(8.("o$7 $9%o($7:

Ga7o, Giovanna )ardoso&

(studos !uantitativos de correlação estrutura-atividade em .% de potenciais ini$idores da en8ima +*o !uinase 9 Giovanna )ardoso Ga7o& :Lavras; UFL, /01& : Universidade Federal de Lavras, /01& 'rientador=a>; (laine Fontes Ferreira da )un*a& 5i$liogra?ia&

& .%-@3+& /& %inAmica molecular& B& Piridiltia8ol& .& +')C& D& Docking. E& Universidade Federal de Lavras& EE& T"tulo&


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2016

AGRADECIMENTOS

Universidade Federal de Lavras e ao %epartamento de @u"mica, pela

oportunidade de reali8ar este tra$al*o&

pro?essora (laine, pela orientação e ensinamentos&

os pro?essores Teodorico e 2at*eus, pela cola$oração&

os colegas do La$oratório de 2odelagem 2olecular (ra do GeloH,

por tornarem essa experiência mais agrad#vel e por compartil*arem o

aprendi8ado&os amigos %aiana e 3tep*en, por me a7udarem a expandir o

con*ecimentoI ao 4osuJ, por me divertir com as provas de orgAnicaI ao !uino,

por me o?erecer sempre um ca?JI aos meus vi8in*osH, Telles e 2a"ra, por

sempre me animaremI à 3ilvis, por me espirituali8ar, ao Lucas, pelos de$ates

musicais e à F#tima, pelo compan*eirismo&

s colegas do grupo @3+, %ani, Lets , Lets G, 2ari e Tamiris, por

serem min*as coorientadoras, min*as irmã8in*as de o?icio !ue levo no coração&

meus pais, )ilaine e 4osJ 2#rcio, pelo apoio&s min*as irmãs, 4ana"na e 4ordana, pelo amor incondicional&

os meus tios, Paulo, 3andra, +egina e $edi, por sempre me

incentivarem&

)apes, pela $olsa de estudos&


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Nunca deixe que alguém te diga que não pode fazer algo.

Nem mesmo eu. Se você tem um sonho, tem que protegêlo.

!s pessoas que não podem fazer por si mesmas dirão que

você não consegue. Se quer alguma coisa, v" e lute por ela.

#onto final.


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)K+E3 G+%(+ RESUMO

sJrie de ini$idores da en8ima +')C !uinase, desenvolvida por LaMrence, Pireddu e 3e$ti =/0B> a partir de derivados de piridiltia8ol, ?oisu$metida ao estudo !uantitativo de relação estrutura-atividade em !uatrodimensNes =@3+-.%>& 's modelos ?oram constru"dos aplicando-se otimi8açãode algoritmo genJtico =G> com$inada com regressão de m"nimos !uadrados parciais =PL3>& ' mel*or modelo apresentou os seguintes valores de otimi8ação;r / O 0,BI !/cv O 0,1/I r / pred O 0,D0BI rm/test O 0,D/0I r /Q-rand O 0,RI +p/ O 0,DR0&demais, por meio da an#lise dos descritores, ?oi poss"vel otimi8ar novoscompostos !ue apresentaram valores de concentração ini$itória predita maior !ue a do composto mais ativo da sJrie& (stes compostos ?oram su$metidos aoestudo de docking e drug -likeness e se mostraram promissores candidatos a

ini$idores da +')C&

Palavras-c*ave; .%-@3+& %inAmica molecular& Piridiltia8ol& +')C& Docking &


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ABSTRACT

series o? p6rid6lt*ia8ole derivatives developed $6 LaMrence, Piredduand 3e$ti =/0B> as +*o-associated protein Sinase in*i$itors Mere su$7ected to?our-dimensional !uantitative structure-activit6 relations*ip =.%-@3+>anal6sis& T*e models Mere generated appl6ing genetic algorit*m =G>optimi8ation com$ined Mit* partial least s!uares =PL3> regression& T*e $estmodel presented validation values o? r / O 0&BI !/cv O 0&1/I r / pred O 0&D0BI rm/testO 0&D/0I r /Q-rand O 0&RI +p/ O 0&DR0& Furt*ermore, anal6sing t*e descriptors it Mas possi$le to propose neM compounds t*at predicted *ig*er in*i$itor6concentration values t*an t*e most active compound o? t*e series& T*esecompounds Mere su$mitted to docSing and drug-liSeness stud6 and are promising candidates to +ocS in*i$itors&

Ce6Mords; .%-@3+& 2olecular d6namics& P6rid6lt*ia8ole& +')C& %ocSing&


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LISTA DE ABREVIATURAS5 SIGLAS E S


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LISTA DE !IGURAS

Figura tivação da en8ima +')C mediada pela +*o& H representa aestrutura inativa da en8ima na !ual a porção )-terminal ini$e odom"nio !uinase e B= representa a exposição do dom"nio !uinase proporcionado pela ligação da +*o-GTP ou de molJculas como#cido ara!uidWnico e en8imas da cascata de apoptose&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&D

Figura / (xemplos de ini$idores da +')C; Q-/1B/, Q-B0., ?asudil e)E%D0D1/0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/0

Figura B (n8ima +')C dispon"vel no P%5 =)ódigo BT>& (m desta!ue,o ligante -X=+>--=B-metoxi?enil>etilY-B-=.-piridin-.-il-,B-tia8ol-/-il>urea da cadeia e suas interaçNes com os res"duos próximosBD

Figura . +epresentação dos #tomos ?ixados nos alin*amentos destacados&&& &B<Figura D Gr#?ico de Zilliams para o modelo liD[00[B&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&D1Figura 1 +epresentação dos res"duos de amino#cidos com a molJcula =2>>

menos ativa& s es?eras em verde representam os G)'%s positivos e as em vermel*o, os negativos&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&D

Figura +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, Gl610

Figura R +epresentação dos res"duos de amino#cidos em desta!ue alR0,com a molJcula R& es?era em desta!ue representa o G)'%=B>1

Figura 0 +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, L6s0Dcom a molJcula 2& es?era em desta!ue representa o G)'%=.>&&&&&1/

Figura EnteraçNes entre os res"duos de amino#cidos 2et D1, L6s0D esp /1 com um ligante da sJrie congênere& s interaçNes pontil*adas representam as ligaçNes de *idrogênio& daptada dePireddu et al& =/0/>&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1B

Figura / +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue,2etD1, Leu/0D, la/D com a molJcula /D& es?era emdesta!ue representa o G)'%=D>&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1.

Figura B +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, rg&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&11


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LISTA DE TABELAS

Ta$ela valiação de ini$idores da +')C em ?ase de testes?armacológicos para di?erentes patologias& daptado de Pan et al&=/0B>&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&R

Ta$ela / (strutura dos D compostos an#logos ao piridiltia8ol e seusvalores de pE)D0 =LZ+()(I PE+(%%UI 3(5TE, /0B>&&&&&&&&&&&&&/<

Ta$ela B +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.%,o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupo teste E e seusrespectivos cortes&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.R

Ta$ela . +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.%o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupo teste EE e seusrespectivos cortes&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&D

Ta$ela D +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.%o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupo teste EEE e seusrespectivos cortes&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&DB

Ta$ela 1 +esumo dos resultados dos mel*ores alin*amentos de +%-.%-@3+ o$tidos após validação&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&DD

Ta$ela 2olJculas propostas e seus respectivos valores de pE)D0 predito&&& &&1Ta$ela < Propriedades moleculares&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/Ta$ela R (nergias de docking dos compostos analisados&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B


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SUMRIO

1 INTRODUÇÃO&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/2 RE!ERENCIAL TERICO&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.2:1 V"$ RhoARho 9"3$/+&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.2:2 P("3#".$"/ "3","o(+/ $ Rho 9"3$/+&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2:? R+&$o 9$3%"%$%"$ +/%(9%9($-$%""$+&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/2:4 QSAR 4D&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& /.? OBJETIVOS&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/14 METODOLOGIA&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/4:1 Co&+%$ + $o/ ,"o&8'"#o/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&/4:1:2 O,%+3o $ +/%(9%9($ #("/%$&"$$ + Rho Q9"3$/+&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B.4:1:? Co3/%(9o + "3""$o o/ o+&o/ %(""+3/"o3$"/ o/

"3","o(+/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &BD4:2 QSAR &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B14:2:1 S"9&$o + "3F"#$ o&+#9&$(&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B14:2:2 D+*"3"o o $&"3h$+3%o&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B4:2:? D+*"3"o o %$$3ho $/ #&9&$/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&B<4:2:4 D+*"3"o o/ +&++3%o/ + "3%+($o *$($#o*8("#$&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&BR4:2:@ O,%+3o o/ o+&o/ + QSAR-4D&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&BR4:2:6 V$&"$o "3%+(3$ o/ o+&o/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.4:2:H V$&"$o +%+(3$ o/ o+&o/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&./4:2: D+*"3"o o oK3"o + $.&"#$,"&"$+&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.B4:? O%""$o +/%(9%9($& + drug-likeness&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&..4:4 Docking &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.D

@ RESULTADOS E DISCUSSÃO&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.


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1 INTRODUÇÃO

+*o !uinase, ou +')C =(&) /&&&>, pertence à ?am"lia de 3er9T*r

prote"na-!uinases, !ue J ativada, inicialmente, por meio da interação entre

guanosina tri?os?ato =GTP> ativa e a prote"na *as homolog famil' mem%er !, ou

+*o& (vidências crescentes sugerem !ue +*o e +')C participam de uma

variedade de ?unçNes ?isiológicas importantes na vasculatura5 incluindo

contração do m\sculo liso, proli?eração celular, adesão celular, migração e

muitos aspectos de respostas in?lamatórias =+E(T'I +E%L(Q, /00B>& %uas

iso?ormas, +')C e +')C/, ?oram identi?icadas =2T3UE et al&, RR1>& (las partil*am uma se!uência *omóloga de R0 no dom"nio !uinase& 4# nos

dom"nios de regulação, no car$ono )-terminal, mostram um desvio signi?icativo

=+ECETC(I LE', /00D>& m$as estão u$i!uamente expressas em v#rios

tecidos *umanos e de roedores&

s en8imas +')C estão implicadas em uma variedade de #reas

terapêuticas, incluindo doenças cardiovasculares =3KE2'CZI +3KE%,

/00>, dist\r$ios do sistema nervoso central =CU5' et al&, /00, in?lamação

=L'G+33'I F(G, /00R> e cAncer ='GT et al&, /00R>, alJm de relatos nodesenvolvimento de dia$etes, doenças neurodegenerativas e *ipertensão

pulmonar =32U(L et al&, /0>& expressão de prote"nas +')C em cJlulas

cancerosas tem sido relatada em cAncer de ov#rio, de pAncreas, testicular e de

$exiga =C2E et al&, /00.>& ini$ição ?armacológica das +')Cs J uma

estratJgia promissora para a prevenção da invasão das cJlulas malignas, um

evento central no processo de met#stase =E3KE]CE et al&, /000>&

lu8 destas pes!uisas, J poss"vel o$servar !ue a +')C J uma via

crucial na mediação de v#rias ?unçNes celulares e est# envolvida em v#rios processos patológicos& ' plane7amento e o desenvolvimento de ini$idores dessa

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Diabetes&usg=ALkJrhjBvvYA79oIdBq2OfRVQISDwKOi3whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Neurodegenerative_diseases&usg=ALkJrhgvYrlaYCLLV8z7WqlmWDLYfCdPbAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Pulmonary_hypertension&usg=ALkJrhh4DaH-jX0nSdLgcPn7m3w1zUIYlghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Pulmonary_hypertension&usg=ALkJrhh4DaH-jX0nSdLgcPn7m3w1zUIYlghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Diabetes&usg=ALkJrhjBvvYA79oIdBq2OfRVQISDwKOi3whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Neurodegenerative_diseases&usg=ALkJrhgvYrlaYCLLV8z7WqlmWDLYfCdPbAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Pulmonary_hypertension&usg=ALkJrhh4DaH-jX0nSdLgcPn7m3w1zUIYlghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=/search%3Fq%3Drho%2Bkinase%26rlz%3D2T4GIGM_enBR0536BR0539&rurl=translate.google.com.br&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Pulmonary_hypertension&usg=ALkJrhh4DaH-jX0nSdLgcPn7m3w1zUIYlg


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en8ima certamente serão $enJ?icos para o tratamento de diversas doenças =P

et al&, /0B>&Uma ?erramenta !ue pode ser \til no desenvolvimento de novos

compostos protótipos para a ini$ição9ativação da via +*o9+')C !uinase J a

!u"mica computacional& Ferramentas como o ancoramento molecular =docking >

e o estudo das relaçNes !uantitativas entre a estrutura !u"mica e a atividade

$iológica =do inglês quantitative structure activit' relationship, @3+>

destacam-se na !u"mica computacional& Por exemplo, na #rea de !u"mica

medicinal teórica, a predição da atividade $iológica de novos compostos usando

relaçNes matem#ticas $aseadas em propriedades estruturais, ?"sico-!u"micas econ?ormacionais de potenciais agentes previamente testados J um campo de

pes!uisa extremamente ativo e promissor, amplamente reportado na literatura

=%+%( et al&, /00I 33E3 et al&, /01I 5'L% et al&, /0DI

)K(+C3' et al&, /0.>& metodologia de @3+ J \til para entender e

explicar as ?orças motri8es por tr#s da ação de ?#rmacos em Am$ito molecular e

permitir o pro7eto e o desenvolvimento de novos compostos com propriedades

$iológicas dese7#veis =F(++(E+, /00/>, redu8indo custos, tempo e

experimentação animal ='+GE]TE' F'+ ()''2E) )'-'P(+TE' % %((L'P2(T - '()%, /00>&

' uso de @3+ no estudo de poss"veis ini$idores da +')C J uma

?erramenta de grande valia na otimi8ação de novas estruturas e mel*oria da

potência e seletividade dos mesmos, alJm de possi$ilitar a an#lise do papel da

en8ima em v#rias ?unçNes $iológicas&


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2 RE!ERENCIAL TERICO

2:1 V"$ RhoARho 9"3$/+

s primeiras prote"nas da super?am"lia +as ?oram identi?icadas em R& (sta ?am"lia de pe!uenas GTPases tem sido alvo de muitos estudos, tanto

no envolvimento dos processos ?isiológicos do organismo como na regulação do

tWnus muscular liso, na migração e na proli?eração celular, !uanto na sua

partição em diversos processos patológicos, como na *ipertensão, na

aterosclerose e na dis?unção erJtil&

(m RR1, a +')C ?oi descrita como a prote"na alvo =e?etora> da +*o,

ou se7a, atua ?acilitando a ativação de seu estado inativo ligado à guanosinadi?os?ato =G%P> para seu estado ativo ligado à guanosina tri?os?ato =GTP>

=Figura > =TCE et al&, /00>& (sta desco$erta ?orneceu in?ormaçNes so$re a

ligação entre a +*o, a ?ormação de ?i$ras de estresse e de adesão ?ocal e a

contração de cJlulas da musculatura lisa =L(UG et al&, RR1>&


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Figura tivação da en8ima +')C mediada pela +*o& H representa aestrutura inativa da en8ima na !ual a porção )-terminal ini$e odom"nio !uinase e B= representa a exposição do dom"nio !uinase proporcionado pela ligação da +*o-GTP ou de molJculas como#cido ara!uidWnico e en8imas da cascata de apoptosedaptado de +iento e +idle6 =/00B>

+*o !uinase =();/&&&> J respons#vel por a?etar a reorgani8ação da

actina, a regulação da cadeia leve da miosina =)L2> ?os?atase e a ?os?orilação

da )L2& dicionalmente, parece estar envolvida na regulação da ?orça e da

velocidade do cru8amento das pontes de actina e miosina no m\sculo liso e emcJlulas não musculares, por ini$ir a miosina ?os?atase mediada pela

des?o?orilação da cadeia regulatória da miosina EE =Z(TT3)KU+()CI

'FF(+23, /00/>& _ uma prote"na !uinase serina9treonina !ue contJm um

dom"nio -terminal !uinase catal"tico e pode ser expressa por meio de duas

iso?ormas; a +')C =tam$Jm con*ecida como +')C ` ou p10 +')C> e a

+')C/ =tam$Jm c*amada de +')C > !ue apresentam 1. e R de

identidade em relação à se!uência e à similaridade glo$al, respectivamente& (m

relação a seus dom"nios !uinase, apresentam R/ de identidade e R desemel*ança& s iso?ormas são distri$u"das em di?erentes tecidosI +')C J

expressa no pulmão, no ?"gado, no estWmago, no $aço, nos rins e nos test"culos,


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en!uanto +')C/ J altamente expressa em tecidos do cJre$ro, do coração e dos

m\sculos =CGZ et al&, RR1>& pesar da distri$uição do tecidodi?erenciado, pouco se sa$e so$re as di?erenças ?uncionais entre as duas

iso?ormas +')C =3P(T et al&, /0.>&

lJm da sua ativação pela +*o, a +*o !uinase pode ser ativada no

m\sculo liso pelo #cido ara!uidWnico, em resposta a v#rios agonistas =Figura >

=Z(TT3)KU+()CI 'FF(+23, /00/>&

3eu ciclo, ou a ativação e a inativação da +*o, J regulado em grande

parte por três classes de prote"nas !ue são;

a> ?atores de troca guanina nucleot"deo !ue J espec"?ica para +*o =+*oG(Fs>, nos !uais ?acilitam a ativação da +*o por promover a

dissociação de G%P e, su$se!uentemente, a ligação de GTP& s +*o

G(Fs são consideradas as principais reguladoras da atividade da

+*oI $> as prote"nas ativadoras de GTPase =GPs>, !ue ?acilitam a

inativação da ?orma GTP ativa pelo aumento da atividade intr"nseca

da GTPase na +*oI

c> as ini$idoras da dissociação de GTPase =G%Es>, !ue ini$em algumasGTPases da ?am"lia +*o por ligação a mem$ranas e previnem a

dissociação e, portanto, a ativação de nucleot"deos&

atividade da +*o tam$Jm pode ser regulada por numerosos receptores

de prote"na G, a !ual atua na transdução de sinais celulares =3)KF32 et

al&, /00


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ativação anormal da via +*o9+*o !uinase tem se mostrado importante

no acionamento de vias !ue contri$uem para a ?isiopatologia de algumasdoenças, tais como *ipertensão arterial e pulmonar, glaucoma, dia$etes,

dis?unção erJtil, neurodegeneração e cAncer ='332 et al&, /00I

U(3I +EG35QI Z(55, /00>& o sistema respiratório, sua participação

vem sendo descrita em doenças como a asma e a doença pulmonar o$strutiva

crWnica =%P')> =F(+%(3I K(+QI G'L%E(, /00>&

2:2 P("3#".$"/ "3","o(+/ $ Rho 9"3$/+

' envolvimento da via +*o !uinase em diversas doenças tem despertado

crescente interesse pelo potencial ?armacológico dos ini$idores da +')C para o

tratamento dessas patologias& %iversos estudos 7# ?oram reali8ados in vitro e in

vivo utili8ando estes ini$idores !u"micos =Ta$ela>, principalmente o =b>-K-

trans-.-=-aminoetil>--=.-piridil>cicloexano-car$oxamidadi-*idro-cloreto =Q-

/1B/> e o ?asudil =K-0, T-K-

,.-dia8epina cloridrato> =Figura /> =EE]UC et al&, /000I PE+(%%U et al&,

/0/>&Q-/1B/ e o Q-B0. =Figura /> são con*ecidos como ini$idores

seletivos da +*o !uinase, !uando comparados a outras !uinases =EE]UC et al&,

/000>& (les são perme#veis na cJlula e agem como um competidor com o local

de ativação TP na +*o !uinase, tendo ação ini$itória nas suas duas iso?ormas,

+')C e +')C/ =%+(F(% et al&, /00>& ' Q-/1B/ ini$e a contração do

m\sculo liso e mostra e?ic#cia na normali8ação da pressão arterial em modelos

de *ipertensão&

' composto )E%D0D1/0 =Figura /> tam$Jm J relatado como um potente ini$idor da +*o !uinase =U3TE, /00.>&


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ale ressaltar !ue Fasudil =Figura /> tem a?inidade pela +*o semel*ante

ao Q-/1B/, porJm, com menor seletividade =3)KF32 et al&, /00&)uriosamente, o *idroxi?asudil J meta$oli8ado in vivo a partir de !uinolonas&

(ste J, atualmente, o \nico ini$idor de +*o !uinase dispon"vel para uso cl"nico&

%esde RRD ele J utili8ado, no 4apão, para a prevenção de vasoespasmos em

pacientes com *emorragia su$aracnóidea =2'GI ZG, /00R>& Tam$Jm

demonstrou e?ic#cia no tratamento de *ipertensão pulmonar =%'GG+(LL,

/00D> e l8*eimer =KU(T(L2 et al&, /00>&


21/89

20

Ta$ela valiação de ini$idores da +')C em ?ase de testes ?armacológicos

para di?erentes patologias& daptado de Pan et al& =/0B>Patologias )ompostos (?eitos nimais

KipertensãoQ/1B

+egulação da pressão sangu"nea+ato

Fasudil Kumano3ar.0


22/89

21

Figura / (xemplos de ini$idores da +')C; Q-/1B/, Q-B0., ?asudil e)E%D0D1/0

+elatos encontrados na literatura destacam o risco da toxicidade ?ora do

alvo para ini$idores !uinase em geral =K+23(I C'C, /0/>& %e ?ato, o

composto Q-/1B/, !ue J um padrão largamente utili8ado nos testes de ini$ição

da +')C, ainda não ?oi aprovado para utili8ação cl"nica, provavelmente devido

ao seu elevado per?il de toxicidade aguda =categoria .> =3EG2-L%+E)K,/01>& lJm disso, este ini$idor imita a apoptose indu8ida por estatina

*idro?ó$ica, causando miotoxicidade em ?i$ro$lastos em modelos de ratos

=ETGCE et al&, /00R>&

%evido às potenciais aplicaçNes terapêuticas, o grupo de pes!uisa de

Pireddu e cola$oradores =PE+(%%U et al&, /0/> tomou como ponto de partida o

composto )E%D0D1/0 =Figura /> para a concepção de uma sJrie de compostos

ini$idores à $ase de piridiltia8ol, $uscando desenvolver compostos mais

potentes, seletivos e com menor toxicidade& 's resultados preliminares ?oram positivos e, por este motivo, esta sJrie de ini$idores ?oi a escol*ida para dar

desenvolvimento a este pro7eto&


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22

!u"mica computacional J muito utili8ada para o plane7amento de

?#rmacos& possi$ilidade de pro7etar compostos com propriedades de?inidas,evitando os custos da s"ntese experimental exploratória de um grande n\mero de

su$stAncias, tem impulsionado as pes!uisas nessa #rea& 's ?undamentos

necess#rios para um pro7eto e?etivo nessa #rea estão na relação !uantitativa

estrutura-atividade =@3+> =2+TE3 et al&, /00R>&

2:? R+&$o 9$3%"%$%"$ +/%(9%9($-$%""$+

as tJcnicas utili8adas em @3+ considera-se !ue existe relação entreas propriedades de uma molJcula e sua estrutura e tenta-se esta$elecer relaçNes

matem#ticas simples para descrever e, em seguida, prever uma dada

propriedade para um con7unto de compostos, geralmente pertencentes a uma

mesma ?am"lia !u"mica =2ELE, /0>& ' estudo de @3+ compreende

tam$Jm a de?inição dos descritores moleculares capa8es de caracteri8ar

satis?atoriamente con7untos moleculares di?erentes e o tratamento estat"stico !ue

pode ser aplicado a esses descritores, no intuito de mel*orar sua capacidade

preditiva =2+TE3 et al&, /00R>& Portanto, a atividade $iológica de um?#rmaco est# relacionada com as caracter"sticas moleculares espec"?icas, !ue são

denominadas descritores =%+%( et al&, /00>&

(m R10, os estudos de @3+ $aseavam-se em dados experimentais

considerando-se uma \nica propriedade ?"sico-!u"mica, como a solu$ilidade ou

ponto de ?usão, para explicar o e?eito $iológico da molJcula =@3+-%>&

Kansc* e Fu7ita =R1.> passaram a considerar !ue a atividade $iológica

o$servada J resultado da contri$uição de diversas propriedades ?"sico-!u"micas

=@3+-/%> e seu modelo tenta identi?icar a contri$uição de cada ?ator noesta$elecimento da resposta $iológica =T+(3, /00.>& En?ormaçNes

signi?icativas so$re um con7unto de dados podem ser extra"das utili8ando-se o


24/89

23

@3+-/%, entretanto, esses descritores não têm in?ormaçNes relacionadas com

as caracter"sticas tridimensionais dos compostos ='P+(, /00/>& o ano de R ?oi pu$licado por

)ramer, Patterson e 5unce =R& Uma grande di?iculdade da metodologia de @3+-B% J encontrar um

alin*amento apropriado para os compostos, alJm de os estudos produ8irem uma

enorme !uantidade de vari#veis, em !ue nem sempre todas são signi?icativas

para o resultado ?inal =''23, /000>& os anos RR0, o @3+-.% ?oi proposto por Kop?inger e cola$oradores

=K'PFEG(+ et al&, RR>, considerando o espaço con?ormacional dos

ligantes& (ste modelo J semel*ante ao modelo B%, porJm, a in?ormação

estrutural J o$tida por meio de um con7unto de con?ormaçNes, orientaçNes e

estados de protonação, o$tidos por c#lculos de dinAmica molecular =Q2]

et al&, /0>&

a ausência da estrutura do receptor $iológico, di?erentes protocolos são

apresentados no @3+-D% como uma solução poss"vel para o pro$lema, permitindo a avaliação simultAnea de di?erentes cen#rios de a7uste indu8ido

=(%EI %'5L(+I LELL, /00D>& )om o @3+-1%, a estimativa simultAnea


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24

de di?erentes cen#rios de solvatação pode ser considerada =(%E et al&,

/00>& Finalmente, com o mJtodo mais recentemente desenvolvido, o @3+-%, emprega-se o real receptor alvo ou o modelo do receptor $aseado no alvo,

o$tidos por modelagem de prote"nas *omólogas =P'L3CE, /00R>&

's modelos @3+ são constru"dos a partir de três componentes; => um

con7unto de dados de atividade relacionada a um grupo de su$stAncias,

geralmente o$tido experimentalmenteI =/> um con7unto de dados de

propriedades relacionadas à estrutura ou critJrios estruturais de um mesmo

grupo de compostos !u"micos e =B> a medida da relação entre as duas anteriores,

o$tida por tratamento estat"stico ='()%, /00>&%evido ao ?ato de serem consideradas, em geral, muitas vari#veis para

serem correlacionadas com a atividade $iológica, J necess#rio um tratamento

estat"stico dos dados para se selecionar a!uela com importAncia estat"stica

signi?icativa& 's mJtodos mais usados são; regressão linear m\ltipla =2L+,

sigla do inglês multiple linear regression> e regressão pelo mJtodo dos m"nimos

!uadrados parciais =PL3, do inglês partial least squares> =''23, /000>&

lJm dos mJtodos de @3+ citados, diversas outras a$ordagens vêm

sendo utili8adas para esses estudos, dentre as !uais se destacam )o23E=CL(5(I 5+K2I 2E(T](+, RR.>, K@3+ =L'ZE3, RR>, 2E-

@3+ =U(3 et al&, /0/> e L@T-@3+ =2+TE3 et al&, /00R>,

o$7etivando a o$tenção de modelos preditivos&

+rganization for conomic $ooperation and Development ='()%>

esta$eleceu cinco princ"pios para validação de modelos de @3+ para uso

pr#tico de agências de regulamentação& (sses princ"pios são; => atividade

$iológica ou propriedade de?inidaI =/> algoritmo claroI =B> dom"nio de

aplica$ilidade =%> de?inidoI =.> avaliação apropriada da ro$uste8 e preditividade e =D> interpretação mecan"stica, !ue signi?ica encontrar relaçNes

entre os descritores e a atividade $iológica ou propriedade, em via de se


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25

compreender mel*or o mecanismo de ação de uma estrutura !u"mica ou

apro?undar o con*ecimento $iológico so$re a propriedade em estudo ='()%,/00>&

2:4 QSAR 4D

Kop?inger et al& =RR> propuseram uma nova metodologia de @3+

c*amada de @3+-.%& !uarta-dimensão do @3+-.% corresponde à

amostragem do con7unto das con?ormaçNes =ensem%le sampling >, ou se7a, o .%

incorpora li$erdade con?ormacional ao desenvolvimento de modelos de @3+ B%, ?a8endo com !ue a mudança de estado molecular constitua a !uarta

dimensão&

metodologia de @3+-.% J semel*ante à metodologia do )o2F,

$aseando-se no alin*amento de molJculas em uma caixa c\$ica virtual !ue J

utili8ada para gerar um con7unto de descritores& )ontudo, !uando esta

metodologia J aplicada a certos compostos e seus derivados, cu7as atividades são

medidas e a geometria do receptor não J avaliada, este estudo J denominado

@3+-.%, independente do receptor =@3+-.%-E+> =K'PFEG(+ et al&,RR>& o serem levadas em consideração a geometria do receptor e suas

modi?icaçNes necess#rias para interação com os ligantes, tem-se a an#lise de

@3+-.% dependente do receptor =@3+-.%-%+> =3((3( et al&, /00.>&

's descritores em @3+-.% são representados pelas medidas de

ocupação de cada cJlula da caixa virtual pelos #tomos !ue ?ormam as molJculas

do con7unto de treinamento& 's descritores de ocupação das cJlulas da caixa,

grid cell occupanc' descriptors =G)'%s>, podem ser gerados a partir de

di?erentes tipos de #tomos, c*amados de interaction pharmacophore elements=EP(s>&


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26

+ecentemente, 2artins et al& =/00R> desenvolveram uma nova

metodologia de @3+-.%, c*amada de L@T-@3+, !ue incorpora as principais vantagens o$servadas nos mJtodos )o2F e @3+-.%& nova

metodologia calcula os descritores de campo, a exemplo do !ue acontece em

)o2F, para um per?il de amostragem con?ormacional, assim como o utili8ado

em @3+-.%&

grande vantagem da metodologia de @3+-.% em relação aos

mJtodos de @3+-B% mais di?undidos =e&g&, )'2F> J o emprego da

amostragem con?ormacional e o campo de interação dos descritores&


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27

? OBJETIVOS

(ste tra$al*o ?oi reali8ado com os o$7etivos de

a> reali8ar estudos !uantitativos de estrutura-atividade em .% de

compostos piridiltia8ólicos, por meio do programa .%-@3+I

$> propor novas molJculas candidatas a ini$idores da en8ima +')C&


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28

4 METODOLOGIA

4:1 Co&+%$ + $o/ ,"o&8'"#o/

Por meio de uma pes!uisa no $anco de dados de artigos e patentes -e%

of no/ledge, selecionou-se uma pu$licação com potenciais ini$idores da

en8ima +*o !uinase !ue apresentassem os respectivos valores de E)D0

=concentração necess#ria para ini$ir D0 da atividade en8im#tica>& Uma sJrie de

D compostos an#logos ao piridiltia8ol, desenvolvidos por LaMrence, Pireddu e

3e$ti =/0B>, ?oi selecionada por apresentar ini$ição para a iso?orma +')C=Ta$ela />& 's valores de E)D0 expressos em 2 ?oram convertidos para 2 e,

então, trans?ormados para :log E)D0=pE)D0>&


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Ta$ela / (strutura dos D compostos an#logos ao piridiltia8ol e seus valores de pE) D0 =LZ+()(I PE+(%%UI 3(5TE,/0B>

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

1,


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Ta$ela B, continuação

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

D ,.0 D,


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Ta$ela ., continuação

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

0 0,D 1,/.. B1 B,B1 D,..

, D,RB B 0,DD 1,/10

/ 0,01 ,//0 B< 0, 1,RDR

B 0,. 1,


33/89

Ta$ela D, continuação

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

D ,


34/89

Ta$ela 1, continuação

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

/0 ,0 D,RDR .1 B,


35/89

Ta$ela , conclusão

N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0 N E/%(9%9($ IC@0 .IC@0

/D ,


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35

's modelos de @3+-.% ?oram constru"dos utili8ando-se um con7unto

de ./ compostos denominados de con7unto de treinamento e validadosexternamente empregando-se um con7unto de nove compostos, denominados de

con7unto teste&

divisão entre compostos do con7unto de treinamento e do con7unto

teste ?oi ?eita separando-se os D compostos, estruturalmente relacionados, em

três su$grupos, de acordo com ?aixas de valores de atividade $iológica e

selecionando-se, aleatoriamente, aproximadamente /D dos compostos de cada

su$grupo para compor o con7unto teste e os remanescentes correspondem ao

con7unto de treinamento& Foram reali8adas três seleçNes aleatórias de grupostestes, a ?im de o$ter maior credi$ilidade ao modelo& ' grupo teste E contJm as

molJculas 15 225 ?05 ?15 ?@5 ?5 ?>5 41 e 4? o grupo teste EE apresenta as

molJculas ?5 @5 65 145 1H5 15 25 44 e 4H, e o grupo teste EEE inclui as molJculas

>5 125 1@5 215 ?25 ?H5 45 @0 e @1 =Ta$ela />&

4:1:2 O,%+3o $ +/%(9%9($ #("/%$&"$$ + Rho Q9"3$/+

s coordenadas da estrutura cristalogr#?ica da en8ima +')C =Figura B>=PE+(%%U et al&, /0/> ?oram o$tidas no $anco de dados de prote"nas #rotein

Data )ank =código P%5; BT> =5(+2 et al&, /000>& (sta en8ima J

composta de !uatro cadeias e apresenta resolução de /,D f, este!uiometria

monomJrica e simetria c"clica c/&


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36

Figura B (n8ima +')C dispon"vel no P%5 =)ódigo BT>& (m desta!ue, oligante -X=+>--=B-metoxi?enil>etilY-B-=.-piridin-.-il-,B-tia8ol-/-il>urea da cadeia e suas interaçNes com os res"duos próximos

4:1:? Co3/%(9o + "3""$o o/ o+&o/ %(""+3/"o3$"/ o/ "3","o(+/

en8ima ?oi previamente cortada em um raio de 0 f ao redor do

ligante& (sta distAncia J su?iciente para analisar interaçNes a curto =.,D f> elongo alcance =h.,D f>& (m seguida, adicionaram-se #tomos de *idrogênio para

manter a integridade geomJtrica e estrutural do receptor& (sta dimensão ?oi

su?iciente para selecionar os res"duos de amino#cidos !ue ?a8em parte do s"tio

de interação da +')C& Utili8ou-se como $ase o ligante dispon"vel no s"tio

catal"tico para a construção das estruturas tridimensionais dos D an#logos

=Ta$ela >& (les ?oram otimi8ados via mecAnica molecular atravJs do campo de

?orça )K+22 =5+''C3 et al&, R e as cargas atWmicas parciais

calculadas por meio do soft/are Discover' Studio =%iscover6 3tudio /&,ccelr6s Enc&, 3an %iego, ), U3>, utili8ado para todos os passos

anteriormente descritos&


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37

4:2 QSAR

's compostos em B% ?oram trans?eridos para o programa 0D-1S!*

=TK( )K(2/ G+'UP E), RR>, a ?im de investigar a correlação estrutura-

atividade&

4:2:1 S"9&$o + "3F"#$ o&+#9&$(

!uarta dimensão na metodologia de @3+-.% corresponde à

amostragem con?ormacional em ?unção do tempo de simulação de dinAmicamolecular =3%2>& s estruturas dos complexos otimi8ados no s"tio ativo da +*o

@uinase ?oram su$metidas ao processo de 3%2, com o o$7etivo de gerar um

per?il de amostragem con?ormacional =)(P, do inglês conformational ensem%le

profile> para cada composto, permitindo, assim, investigar a ?lexi$ilidade

con?ormacional do ligante =TK( )K(2/ G+'UP E), RRI K'PFEG(+ et

al&, RR>&

(ste mJtodo calcula o comportamento do sistema por meio das e!uaçNes

de movimento de eMton para um intervalo de tempo discreto& ' con7unto decon?iguraçNes de simulação ir# ?ormar a tra7etória de #tomos de sistema !ue

?ornecem con?ormaçNes termodinamicamente acess"veis para os compostos em

an#lise =3P'(L et al&, /00D>&

(ssas con?ormaçNes serão utili8adas no ?ormalismo @3+-.%& (ntão, J

necess#ria uma estrutura contendo a posição inicial para todos os #tomos do

sistemaI o próximo passo J calcular a ?orça !ue age em cada #tomo por meio da

expressão da derivada da energia potencial em relação às posiçNes atWmicas,

como pode ser visto na e!uação &


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38

F =−∂V ∂q

=>

)om as in?ormaçNes de ?orça e velocidade são calculadas as energias

potenciais e cinJticas& 's potenciais de interação utili8ados para calcular total

são derivados de um campo de ?orça molecular escol*ido para reali8ar as

simulaçNes& esse caso, a energia J assumida como sendo a soma dos termos

potenciais !ue descrevem o estiramento de ligaçNes covalentes, as de?ormaçNes

angulares, as torçNes de ligação e as interaçNes de van der Zaals e eletrost#ticas,

entre outras, como pode ser visto na (!uação /&

Vtot =∑Vestiramento+∑ Vdef angular+∑Vtorção+∑ VvdW + =/>

's c#lculos de dinAmica ?oram executados à temperatura de B00 C, a

?im de permanecer próximo à temperatura utili8ada nos ensaios $iológicos& '

tempo de amostragem da simulação ?oi de D0 os, com intervalos de 0,00 os,

gerando, assim, D00 con?ormaçNes de cada composto& plicou-se tam$Jm uma

?unção dielJtrica dependente da distAncia, ɛr OBr i7, no intuito de simular o e?eitodo solvente& dicionalmente, os #tomos correspondentes ao car$ono al?a da

prote"na e o #tomo de enxo?re comum a todos os compostos ?oram ?ixados para

prevenir uma grande mudança con?ormacional dos ligantes, o !ue poderia

resultar em con?ormaçNes estericamente proi$idas&

4:2:2 D+*"3"o o $&"3h$+3%o

' alin*amento J uma das etapas mais importantes na metodologia de@3+-.%, pois ele J o camin*o no !ual os compostos do con7unto de

treinamento e teste são comparados& este tra$al*o, pressupNe-se !ue todos os


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39

compostos da sJrie em estudo apresentam o mesmo modo de ligação no s"tio

ativo +*o !uinase, atri$u"do ao ?ato de !ue os compostos são an#logosestruturais e !ue, portanto, devem apresentar os mesmos tipos de interação, visto

!ue são capa8es de ini$ir a atividade da en8ima& Foram reali8ados de8

alin*amentos, utili8ando-se as ordenadas pertencentes aos #tomos de ) dos

res"duos de amino#cidos presentes no s"tio catal"tico da prote"na e a um #tomo

do ligante& 3ão eles; => la0B, L6s0D, 3/DI =/> 3/D, /, la0BI =B> la0B,

2etDB, 3/DI =.> la0B, 3/D, L6s0DI =D> 3/D, la0B, L6s0DI =1> L6s0D,

la0B, 3/DI => 3/D, L6s0D, la0B = L6s0D, 3/D, la0B =R> 3/D, la0B,

/ e =0> la0B, 3/D, 2etDB =Figura .>&

N N

S

N

O

N

R'

RR

4-64-.P("P&7-2-%h"$Eo&P&

U(+$ &"3Q$'+

/-

/D

la-0B L6s-0D

2et-DB

Figura . +epresentação dos #tomos ?ixados nos alin*amentos destacados

4:2:? D+*"3"o o %$$3ho $/ #&9&$/

' )(P para cada composto o$tido por 3%2 ?oi inserido dentro de uma

caixa composta por cJlulas c\$icas !ue podem ter dimensNes variadas& @uanto

menor o taman*o da cJlula, mais re?inados serão os modelos, entretanto, o

tempo de an#lise aumenta devido ao maior n\mero de vari#veis geradas& 'taman*o da cJlula de grade ?oi de?inido como / , o !ue corresponde ao n\mero


41/89

40

inteiro mais próximo de duas ve8es ao raio de van der Zaals do #tomo de

*idrogênio =r vdMO ,/ >&

4:2:4 D+*"3"o o/ +&++3%o/ + "3%+($o *$($#o*8("#$

's #tomos de cada composto ?oram classi?icados em seis tipos de

elementos de interação ?armaco?órica =EP(, do inglês interaction

pharmacophore element >, correspondendo aos tipos de #tomos !ue podem

ocupar cada cJlula da caixa, de acordo com a metodologia de @3+-.%

=K'PFEG(+ et al&, RR>& 's EP(s são classi?icados em não polares =np>, polares com carga positiva =pb>, polares com carga negativa =p->, aceptores de

ligação *idrogênio =*a>, doadores de ligação *idrogênio =*d> e sistemas

arom#ticos =ar>&

?re!uência de ocupação de cada cJlula da caixa por cada tipo de EP(

?orma o con7unto de descritores de ocupação da cJlula =G)'%, &rid $ell

+ccupanc' Descriptor > !ue ser# utili8ado na construção dos modelos de @3+-

.%&

4:2:@ O,%+3o o/ o+&o/ + QSAR-4D

?im de excluir ru"do ou dados in\teis, $ancos de dados nomeados

%5, %5/ e %5B ?oram gerados& $ase de dados %5 ?oi constru"da

excluindo-se as vari#veis em !ue G)'%s são iguais a 8ero para todas as

molJculasI os $ancos de dados %5/ e %5B ?oram constru"dos excluindo-se as

vari#veis em !ue G)'%s têm valores de corte de variAncia de atJ 0, e ,0,

respectivamente&'s G)'%s com alto peso em cada $anco de dados provenientes da

redução de dados ?oram processados em con7unto com os valores de atividade


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41

$iológica =vari#vel dependente>, utili8ando-se uma metodologia !ue com$ina

algoritmos genJticos =G, do inglês genetic algorithm> =4EI K'PFEG(+,RR.> e m"nimos !uadrados parciais =PL3, do inglês partial least squares>,

denominada de aproximação da ?unção genJtica =GF, do inglês genetic

function approximation>& s grandes vantagens do GF são a construção e a

otimi8ação de m\ltiplos modelos, em ve8 da otimi8ação de apenas um \nico

modelo =+'G(+3I K'PFEG(+, RR.>&

's c#lculos de GF ?oram reali8ados no programa Zol? 1&/ =+'G(+3I

K'PFEG(+, RR.> e iniciados com 00 modelos =e!uaçNes> gerados

aleatoriamente, com taxa de pro$a$ilidade de mutação de D0& ' crossover ?oivariado entre D0&000 e R0&000 e o smoothing factor , !ue controla o n\mero de

descritores =G)'%s> nos modelos de @3+, ?oi variado de 0, a 0,D, no intuito

de se o$ter e!uaçNes com, no m#ximo, oito termos& (!uaçNes com mais de oito

termos possivelmente provocar# um supera7uste =overfitting > nos dados, pois o

n\mero m#ximo de termos pode ser de?inido pelo n\mero de compostos

utili8ado no con7unto de treinamento, dividido por D =CU5EQE, /00&

's modelos gerados para cada alin*amento ?oram ordenados pelo valor

do ?ator de desa7uste =L'F, do inglês lackoffit > =(!uação B> de Friedman, !ue Ja medida dos m"nimos !uadrados penali8adosI !uando dois mJtodos têm o

mesmo erro de m"nimos !uadrados, a!uele !ue tiver o menor n\mero de termos

ser# escol*ido =+'G(+3I K'PFEG(+, RR.>&

LOF = LSE

{1−(c+ dp M )}2

=B>


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42

em !ue # J o n\mero de termos no modelo, J smoothing factor , . J o n\mero

total de vari#veis contido em cada termo e M J o n\mero de compostos, LSEerro&

validação J um passo crucial para avaliar a ro$uste8 dos modelos de

@3+& ' primeiro "ndice !ue se utili8a J o coe?iciente de determinação =r />, !ue

J uma medida de a7uste de um modelo estat"stico linear generali8ado em relação

aos valores o$servados& Um valor de r / maior !ue 0, indica !ue o modelo est#

correlacionado e pode ser utili8ado para calcular a atividade do con7unto de

teste&

4:2:6 V$&"$o "3%+(3$ o/ o+&o/

's mel*ores modelos o$tidos por GF ?oram su$metidos à validação

interna =validação cru8ada>& tJcnica de validação interna J denominada de

leaveoneout crossvalidation =L''-cv, !/>, na !ual cada composto do con7unto

de treinamento J eliminado por ve8 e os coe?icientes da e!uação são

recalculados, atJ !ue todos os componentes ten*am sido eliminados uma ve8& '

"ndice estat"stico gerado nesse processo J o coe?iciente de correlação !uadr#tico

da validação cru8ada, !/ ou r /cv =3((3( et al&, /00.>&

's valores de !/ devem ser trans?ormados em !/a7ustado, demonstrado pela

(!uação ., o !ue permite a comparação entre modelos com n\mero di?erente de

vari#veis e a punição !uando o modelo inclui vari#veis irrelevantes& 2odelos

com valores de !/a7ustado maiores !ue 0,D são considerados $ons modelos

preditivos =)L%3I +2LK'I )UK, /0.>&


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43

qaustado2 =1−

(n−1)(1−q2)(n−! −1)

=.>

esta e!uação, q2 corresponde ao !uadrado do coe?iciente de correlação

após a validação cru8ada, n corresponde ao n\mero de compostos do con7unto

de treinamento e k corresponde à !uantidade de vari#veis independentes do

modelo&

4:2:H V$&"$o +%+(3$ o/ o+&o/

's mel*ores modelos o$tidos de cada alin*amento ?oram su$metidos à

validação externa, utili8ando-se o con7unto de teste contendo nove compostos

=grupo teste E; 15 225 ?05 ?15 ?@5 ?5 ?>5 41 e 4?I grupo teste EE; ?5 @5 65 145 1H5

15 25 44 e 4H e grupo teste EEE; >, 125 1@5 215 ?25 ?H5 45 @0 e @1, dispon"veis na

Ta$ela > !ue não ?oram inclu"dos no desenvolvimento dos modelos de @3+-

.%& s e!uaçNes são geradas com $ase nos compostos do con7unto de

treinamento e a capacidade preditiva dos modelos J 7ulgada com $ase na

previsão + / pred & (ste processo veri?icar# a capacidade do modelo de predi8er a

atividade $iológica de molJculas congêneres&

' valor de + / pred J altamente dependente da mJdia do grupo de

treinamento& (ntão, somente o seu uso não garante uma verdadeira re?lexão da

predição externa& Portanto, +o6 et al& =/00R> de?iniram uma e!uação modi?icada

para + / pred !ue d# a importAncia para a di?erença entre r / e r /0& (sta (!uação est#

apresentada a$aixo =(!uação D>&

rm2=r2(1−|√ r 2−r02|) =D>


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44

em !ue (2 J o !uadrado do coe?iciente de correlação entre os valores o$servados

e preditos e (20 J o !uadrado do coe?iciente de correlação entre os valoreso$servados e preditos com interseção no eixo 8ero& alores maiores !ue 0,D

podem ser um $om indicativo de uma $oa previsi$ilidade externa&

alidação 3randomization = *23rand > e + /P

signi?icAncia estat"stica da relação entre a atividade $iológica e os

descritores pode ser veri?icada pelo teste de aleatoriedade, !ue consiste na troca

dos valores das vari#veis independentes de ?orma aleatória& Para um modelo de@3+ aceit#vel, o valor de + /Q-rand deve ser menor !ue o coe?iciente de

correlação do modelo não randomi8ado& Utili8a-se um parAmetro !ue penali8a o

modelo pela di?erença entre + /Q-rand e + /& (ste parAmetro pode ser calculado pela

(!uação 1&

" p2

=r2√ r2− "# −rand2 =1>

a e!uação, r / J o coe?iciente de determinação e + /Q-rand J o valor encontrado após a aleatoriedade& ' valor encontrado para + /P deve ser maior !ue

0,D, para um modelo aceit#vel =+'Q et al&, /00R>&

4:2: D+*"3"o o oK3"o + $.&"#$,"&"$+

Um modelo de @3+ deve idealmente predi8er a propriedade alvo de

!ual!uer composto, desde !ue cada descritor !u"mico possa ser calculado&

PorJm, os modelos predi8em a atividade de novas molJculas a partir dainterpolação dos compostos do con7unto treinamento, o !ue pode implicar num


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45

erro, caso as estruturas !u"micas se7am muito di?erentes das estruturas usadas na

construção do modelo =T+'P3K, /00>&Para impedir a extrapolação extrema por parte dos modelos, deve ser

calculado o dom"nio de aplicação =%, do inglês applica%ilit' domain>, ou

limite de similaridade, por meio da (!uação &

rm2=r2(1−|√ r 2−r02|) % O j bk

=>

em !ue j J a mJdia da distAncia euclidiana dos S vi8in*os mais próximos para

cada composto do con7unto treinamentoI ] J um parAmetro para controle do

n"vel de signi?icAncia e ?lexi$ilidade da extrapolação e J o desvio padrão das

distAncias euclidianas&

' valor de ] ?oi de?inido como 0,D, valor este !ue introdu8 o limite para

o !ual cada composto ser# predito, representando, assim, metade do desvio

padrão mencionado acima& 3e a distAncia de um composto externo atJ pelo

menos um dos seus vi8in*os no con7unto treinamento exceder esse limite, a predição J considerada invi#vel =T+'P3KI G'L5+ECK, /00>&

4:? O%""$o +/%(9%9($& + drug-likeness

)om $ase na interpretação dos descritores o$tidos pelo modelo de

@3+, ?oi poss"vel propor alteraçNes estruturais nos compostos estudados,

empregando tJcnicas como $ioisosterismo e *i$ridi8ação molecular, a ?im de

otimi8ar a sua a?inidade com a +')C&' $ioisosterismo J uma estratJgia de modi?icação molecular de um

protótipo $aseada na troca de ?ragmentos moleculares !ue apresentem


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46

propriedades ?"sico-!u"micas similares, como, por exemplo, volumes

moleculares, ?ormas, distri$uiçNes eletrWnicas e propriedades ?"sico-!u"micassemel*antes =F+E(%2, RD>& 4# a *i$ridi8ação molecular visa à reunião de

caracter"sticas estruturais parciais de duas su$stAncias $iotivas distintas em uma

nova molJcula& (sta reunião origina uma nova su$stAncia !ue poder# apresentar

a atividade de uma das su$stAncias originais ou con7ugar am$as as atividades em

uma \nica molJcula =5++(E+'I F+G, /0D>&

Druglikeness J um e!uil"$rio complexo de v#rias propriedades

moleculares e caracter"sticas de estrutura particular !ue determinam se a

molJcula J semel*ante às drogas con*ecidas& (stas propriedades, principalmente*idro?o$icidade, distri$uição eletrWnica, as caracter"sticas de ligação de

*idrogênio, taman*o da molJcula e ?lexi$ilidade de ligação, in?luenciam o

comportamento da molJcula em um organismo vivo, incluindo a

$iodisponi$ilidade, as propriedades de transporte, a a?inidade para prote"nas, a

reatividade, a toxicidade, a esta$ilidade meta$ólica e muitos outros =E3T'LEI

P(%+(TTEI T(3T, /00& s molJculas propostas ?oram desen*adas no

soft/are 4olinspiration +nline #ropert' $alculation 5oolkit

=*ttp;99MMM&molinspiration&com9 >, a ?im de avaliar os critJrios discutidos acima&

4:4 Docking

o intuito de avaliar se as molJculas propostas interagem com o s"tio

ativo da +')C de maneira semel*ante ao ligante cristali8ado 7unto à en8ima

de código BT, aplicou-se o estudo de docking &

(sta metodologia de ancoramento molecular visa prever os modos de

interação do ligante dentro do alvo molecular, com $ase na *ipótese de !ue umvalor mais $aixo de energia representa uma mel*or interação entre a prote"na e

http://www.molinspiration.com/http://www.molinspiration.com/


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47

seu ligante, contri$uindo, assim, para elucidar os principais elementos !ue

?avorecem essas interaçNes =GU(%(3I 2GLK(3I %+%((, /0.>&' docking ?oi reali8ado utili8ando-se o so?tMare 2olegro irtual %ocSer

=2%> =TK'23(I )K+E3T(3(, /001>& Previamente, as estruturas

propostas ?oram otimi8adas por mecAnica molecular e su$metidas ao c#lculo de

energia parcial utili8ando-se o mJtodo semiemp"rico +2& penas os ligantes

?oram considerados ?lex"veis durante a simulação& Foram reali8ados D0

ancoramentos para cada ligante, utili8ando-se o algoritmo de evolução

di?erencial guiada, em !ue cada ancoramento gera uma representação =pose>& 's

parAmetros utili8ados ?oram o do default , exceto para a população, !ue ?oiaumentada de D0 para 00& ?unção de pontuação selecionada ?oi a 2ol%ocS

score, com resolução de grade de 0,B0 f&

2ol%ocS J uma ?unção de pontuação emp"rica derivada da ?unção de

pontuação potencial linear por partes, em inglês piece/ise linear potential

=PLP>, proposta por Ge*l*aar et al& =RRD> e depois estendida por Qang e )*en

=/00.>& ' 2ol%ocS incrementa ainda mais essas ?unçNes considerando um

termo para ligaçNes de *idrogênio e um para cargas, denominado de ( PLP&

e!uação geral do 2ol%ocS score pode ser vista na (!uação

' termo (intra representa a energia interna do ligante&


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48

Eintra=$ ligante $en%ima Eplp (ri )+∑ ligfle&iveis ' [1−cos (m =0>

em !ue J o Angulo torsional da ligaçãoI o termo (clas* representa uma

penali8ação de &000, se a distAncia entre dois #tomos pesados =separados por

mais de duas ligaçNes> ?or menor !ue /,0 & 3e um #tomo pesado do ligante J

posicionado ?ora da região do s"tio ativo, uma penalidade de 0&000 J aplicada à

energia total&

s mel*ores poses ?oram selecionadas a partir da mel*or pontuação

docking score !ue $usca as con?ormaçNes !ue mais se assemel*am à

con?ormação do ligante cristali8ado no s"tio ativo&


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49

@ RESULTADOS E DISCUSSÃO

@:1 A&"3h$+3%o/ .$($ '(9.o/ %+/%+ I5 II + III

partir do con7unto de e!uaçNes geradas pelo programa .%-@3+,

?oram selecionadas as mel*ores e!uaçNes de @3+ para cada alin*amento&

(stas e!uaçNes ?oram avaliadas pelos seus parAmetros estat"sticos para

selecionar a mel*or e!uação para cada $anco de dados& 's alin*amentos

reali8ados com o grupo teste E =molJculas 15 225 ?05 ?15 ?@5 ?5 ?>5 41 e 4?>

apresentaram $ons valores de validação =Ta$ela B>&


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Ta$ela < +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.%, o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupoteste E e seus respectivos cortes

A&"3h$+3%o GCOD (2 RMSEC 2CV RMSEC 2$ (2.(+ R 2%+/% R 2-($3 R .2

li[0&0[ < 0,


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51

Pode-se o$servar !ue todos os alin*amentos apresentam um coe?iciente

de determinação =+ /> maior !ue 0, e um valor de @/cv =parAmetro calculado navalidação leaveoneout > maior !ue 0,D, !ue são valores aceit#veis para um $om

modelo de @3+ =3T'3-G+)E et al&, /0D>& nalisando-se os valores de

@/a7ustado o$serva-se !ue o alin*amento $&"?0:011 não apresenta valor superior a

0,D, !ue J o valor m"nimo aceit#vel para esse parAmetro, levando, assim, à sua

exclusão& 'utro parAmetro utili8ado na validação dos modelos ?oi o + / pred e, de

acordo com os resultados o$tidos nesta validação, somente o alin*amento

$&"10:011 apresenta valor 0,D e, portanto, os outros alin*amentos não ?oram

utili8ados&'s mesmos parAmetros ?oram avaliados =Ta$ela .> para os alin*amentos

reali8ados com o grupo teste EE, !ue a$range as molJculas ?5 @5 65 14 1H5 15 25

44 e 4H&


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Ta$ela R +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.% o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupo testeEE e seus respectivos cortes


li[0&0[/ < 0,


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53

)omo todos os alin*amentos apresentam um coe?iciente + / maior !ue

0, e @/cv maior !ue 0,D, passou-se a analisar o parAmetro @/a7ustado, o !ue permitiu excluir os alin*amentos $&"?0:12 $&"40:12 $&"@0:012

$&"@0:12 $&"60:12 e $&"0:125 por apresentarem valores in?eriores a 0,D&

'$servando-se os valores de + / pred ?oi poss"vel excluir os alin*amentos

$&"20:012 $&"20:12 $&"?0:012 $&"40:012 $&"60:012 $&"H0:012

$&"H0:12 $&"0:012 $&">0:012 $&"100:012 $&"100:12: ' valor de

+ / pred J dependente da mJdia do grupo de treinamento& Para evitar

superestimação de valores, ?i8eram-se os c#lculos de r m/teste, !ue J uma validação

adicional para o grupo teste& esta validação, somente os alin*amentos$&"10:12 e $&">0:12 apresentaram resultados satis?atórios =0,D> e, portanto,

somente estes dois alin*amentos ?oram considerados&

nalisando-se os alin*amentos com o grupo teste EEE =molJculas >5 125

1@5 215 ?25 ?H5 45 @0 e @1>, na Ta$ela D, veri?icou-se !ue o mesmo apresenta

valores superiores a 0, e 0,D, para os parAmetros + / e @/cv, porJm, o @/a7ustado não

apresenta valores 0,D para os alin*amentos $&"?0:01? $&"40:1?

$&"@0:1? e $&"0:1?, o !ue causou a exclusão deles&


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Ta$ela 0 +esumo dos resultados dos mel*ores modelos de @3+-.% o$tidos para os de8 alin*amentos com o grupoteste EEE e seus respectivos cortes


li[0&0[B < 0,


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55

's valores do parAmetro + / pred mostram !ue apenas os alin*amentos

$&"10:1? $&"@0:01? $&"100:1? mantiveram-se 0,D, !ue J o m"nimoaceit#vel para esta validação& @uando se o$servam os valores de r m/teste, vê-se !ue

apenas os alin*amentos $&"@0:01? e $&"100:1? permaneceram no limite

dese7#vel&

pós as an#lises preliminares das validaçNes para todos os grupos,

apenas os alin*amentos $&"10:011 $&"10:12I $&"@0:01?I $&">0:12 e

$&"100:1? T$,+&$ 67 permaneceram para a construção do modelo&


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Ta$ela +esumo dos resultados dos mel*ores alin*amentos de +%-.%-@3+ o$tidos após validaçãoA&"3h$+3%o GCOD R 2 RMSEC Q2CV RMSEC Q2$9/%$o R 2.(+ (2%+/%+ R 2-($3 R .2

li[0&0[ < 0,


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57

nalisando-se os parAmetros de + /Q-rand , o$serva-se !ue todos os

alin*amentos ?oram satis?atórios, pois todos apresentaram valores in?eriores aosrespectivos + /& 4# para o parAmetro + /P, somente os valores encontrados para os

alin*amentos $&"@0:01? e $&">0:12 estão dentro da ?aixa ideal 0,D&

)omparando-se o n\mero de compostos outliers entre os alin*amentos,

veri?icou-se !ue $&">0:12 apresentou três compostos e $&"@0:01? não

apresentou nen*um composto outlier. Por este motivo, o \ltimo ?oi escol*ido

para prosseguir com a an#lise dos G)'%s&

a Figura D o$serva-se o dom"nio de aplica$ilidade do modelo e nota-se

!ue tanto os compostos do con7unto treinamento !uanto os de treino encontram-se dentro do dom"nio =entre -/,D e /,D>& ' composto //, apesar de apresentar

maior in?luência, o !ue poderia indicar uma dependência do modelo em relação

a esse composto, apresenta uma variação de distAncia menor !ue 0, em relação

à distri$uição espacial do composto /, o !ue contri$ui para demonstrar a

?ia$ilidade do modelo selecionado&

Figura D Gr#?ico de Zilliams para o modelo liD[00[B


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58

@:2 A3)&"/+ o/ +/#("%o(+/

' mel*or modelo do alin*amento $&"@0:01? =2odelo > gerou

descritores =G)'%s>, dos !uais cinco apresentaram coe?icientes positivo, 17

=B,B,-B,np>, 27 =,.,-,ar>, ?7 =/,B,,np>, 47 =0,,-,*a>, @7 =0,-/,,np>, e

correspondem a interaçNes ?avor#veis entre os su$stituintes dos compostos e os

res"duos de amino#cidos do s"tio catal"tico da en8ima& ssim, su$stituintes com

as caracter"sticas =EP(s> selecionadas nessas posiçNes aumentam a potência dos

compostos& 's G)'%s 67 =.,/,-/,ar> e H7 =0,.,-B,np> apresentaram coe?icientes

negativos, correspondendo às interaçNes des?avor#veis entre os su$stituintes dos

compostos e os res"duos de amino#cidos da +')C =a ta$ela de ?re!uência de

ocupação dos descritores encontra-se no pêndice >& Uma representação gr#?ica

desse modelo e seus descritores pode ser vista na Figura 1&

Figura 1 +epresentação dos res"duos de amino#cidos com a molJcula =2>>menos ativa& s es?eras em verde representam os G)'%s positivos eas em vermel*o, os negativos


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59

(!uação representa o 2odelo do alin*amento $&"@0:01?& 'sn\meros entre parênteses indicam as coordenadas cartesianas x, 6 e 8 da cJlula

da caixa e as letras entre parênteses indicam o tipo de EP( dos #tomos !ue

ocupam a cJlula&

pE)D0 O .,.B : 0&1.=.,/,-/,ar> b ,/.=/,B,,np> b 0,R0=0,,-,*a> b ,B

b .,B=B,B,-B,np> : 0, b 0,DR=0,-/,,np>

=>

?im de compreender mel*or o comportamento dos dados a7ustados

para o modelo, a matri8 de correlação cru8ada entre os di?erentes G)'%s no

modelo ?oi calculada& ão existe correlação entre pares de G)'%s, pois

apresentam r 0,D, indicando pouca tendência de um descritor estar ˂

in?luenciando o outro, ou se7a, cada descritor contri$ui de maneira \nica na

construção do modelo de +%-.%-@3+ =CU5EQE, /00&

' G)'%=> =B,B,-B,np> est# relacionado a su$stituintes apolares e J o

descritor !ue mais contri$ui para o aumento na potência dos compostos& (st#

locali8ado próximo ao res"duo de amino#cido apolar Gl6&


61/89

60

Figura +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, Gl6


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61

Figura < +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, P*e =/,B,,np> =Figura R>, !ue J do tipo apolar com

coe?iciente positivo, os compostos 1> e 44 apresentaram maior ?re!uência de

ocupação e est# situado entre o #tomo de *idrogênio do anel $en8ênico e o

res"duo de amino#cido alR0, ?avorecendo interaçNes do tipo van der Zaals&


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62

Figura R +epresentação dos res"duos de amino#cidos em desta!ue alR0, com amolJcula R& es?era em desta!ue representa o G)'%=B>

' G)'% =.> =0,,-,*a> apresenta um EP( do tipo aceptor de ligação de

*idrogênio com maior ?re!uência de ocupação para o composto 2 =Figura 0>, o

!ual se locali8a próximo ao grupo car$onil =urea linkage> !ue atua como

aceptor& 4# o *idrogênio ligado ao nitrogênio do res"duo de amino#cido L6s0D

atua como doador, ?avorecendo, assim, a ligação de *idrogênio, con?orme pode

ser visto no estudo pu$licado por Pireddu et al& =/0/> =Figura >, sugerindo a

importAncia dessa ligação&


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Figura 0 +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, L6s0Dcom a molJcula 2& es?era em desta!ue representa o G)'%=.>


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Figura EnteraçNes entre os res"duos de amino#cidos 2et D1, L6s0D e sp/1 com um ligante da sJrie congênere& s interaçNes pontil*adasrepresentam as ligaçNes de *idrogênio& daptada de Pireddu et al&=/0/>

' G)'% =D> =0,-/,,np> J do tipo apolar com coe?iciente positivo e

apresenta ?re!uência de ocupação para todos os compostos =Figura />& (st#

locali8ado entre o *idrogênio do anel piridina =grupo .-=.-piridil>-/-tia8ol> e o

res"duo de amino#cido Leu/0D& _ importante ressaltar !ue os outros res"duos de

amino#cidos da região =2etD1, la/D> tam$Jm são apolares, o !ue ?avorece

interaçNes do tipo van der Zaals& lJm disso, nessa região J poss"vel o$servar

interaçNes de ligação de *idrogênio entre o K do res"duo de amino#cido

2etD1 e o #tomo de nitrogênio do anel piridina, con?orme descrito por Pireddu

et al& =/0/>&


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65

Figura / +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, 2etD1,Leu/0D, la/D com a molJcula /D& es?era em desta!ue representao G)'%=D>

' G)'%=1> =.,/,-/,ar> J arom#tico e tem um coe?iciente negativo

=Figura B>, indicando !ue a ocupação desta cJlula da caixa por #tomosarom#ticos resulta em um decrJscimo na potência dos compostos& (ste descritor

est# situado entre o anel $en8ênico e o res"duo de amino#cido polar $#sico

rg geraum impedimento espacial& (ssa limitação tam$Jm ocorre !uando o anel ?enila

do composto 2@ ocupa esta posição&


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66

Figura B +epresentação dos res"duos de amino#cidos& (m desta!ue, rg& (sta região situa-se na a$ertura de entrada do local do s"tio ativo da

+')C, perto da parte onde *aver# solvente, indicando !ue su$stituintes

polares devem ser explorados&


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67

Figura . +epresentação dos res"duos de amino#cidos com a molJcula ?@& es?era em desta!ue representa o G)'%=>

nalisando-se os resultados o$tidos a partir do estudo de @3+-.% ?oi

poss"vel propor modi?icaçNes estruturais visando ao aumento da atividade desses

compostos& s $ioatividades das estruturas propostas ?oram reali8adas por meiode um ensaio virtual de atividade na !ual se aplicou a (!uação do 2odelo

re?erente ao alin*amento aliD[00[B e o$tiveram-se os valores de atividade

predita =Ta$ela >& s estruturas ?oram constru"das tomando como $ase a

molJcula 15 !ue J a mais ativa da sJrie&


69/89

Ta$ela / 2olJculas propostas e seus respectivos valores de pE) D0 preditoN E/%(9%9($ .IC@0 N E/%(9%9($ .IC@0

< ,D/B PB D,R


70/89

Ta$ela B, continuação

N E/%(9%9($ .IC@0 N E/%(9%9($ .IC@0

PB ,D< P1 D,DD

P. 1,R1 P ,/B

PD 1,.. P< ,01R

1R


71/89

Ta$ela ., continuação

N E/%(9%9($ .IC@0 N E/%(9%9($ .IC@0

P1 1,


72/89

Ta$ela D, conclusão

N E/%(9%9($ .IC@0 N E/%(9%9($ .IC@0

P0 D,DDD P/B 1,D/

P 1,R P/.


73/89

72

' G)'% =1> mostra a pre?erência pelo centro !uiral +& Por esse motivo,

manteve-se essa posição para todas as molJculas propostas& as molJculas P15 P25 P?5 P4 e P@ ?oram testadas di?erentes

su$stituintes no anel piridina onde se locali8a o G)'% =D>, !ue J do tipo apolar

positivo& )omparando-se as molJculas P1 e P2 com as molJculas P4 e P@ J

poss"vel o$servar um decaimento do valor de atividade predita !uando os

su$stituintes são polares&

'$servando-se o e?eito da su$stituição em di?erentes posiçNes do anel

$en8ênico, ?ica evidente a pre?erência pela posição meta =PH5 P>5 P12 e P1@>,

!uando se compara a atividade com a!uelas molJculas em orto =P5 P11> e para=P105 P1? e P16>&

s in?ormaçNes do G)'% =>, G)'% =B> e G)'% => mostram a

pre?erência de #tomos apolares ligados a #tomos polares& )om essa in?ormação,

as molJculas P215

estudos quantitativos de correlaÇÃo estrutura-atividade em 4d de potenciais inibidores da enzima...

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