Proteômica na descoberta de novos fármacos

Ângela Pereira da Rocha, Ph.D.

Sumário

• Proteômica: conceitos

• Métodos analíticos

• Fármacos inspirados na natureza

• Biodiversidade

• Considerações finais

Proteínas

• Proteoma: descrito primeiramente como o complemento do genoma (Wasinger et al., 1995).

• Proteoma: Estudo das proteínas expressas em uma determinada célula em um período de tempo determinado.

Dentro de um ovo...

Shawsuan et al;. 2007. KMITL Sci. Tech. J. Vol. 7 No. S2

Estratégias para análises proteômicas

• Estudo de amostras biológicas complexas derivados de células, tecidos e organismos inteiros.

• Inclui técnicas baseadas em gel, cromatografia líquida e a espectrometria de massa

(May et al., 2011. Methods Mol Biol.; 696:3-26).

Gel Bi-dimensionalGradiente estável de pH

Focagem Isoelétrica

Alto PM

Baixo PM

RP-HPLCHPLC de fase reversa separa as moléculas com base em suas diferenças de hidrofobicidade .

Espectrometria de Massa

Diagrama básico de um espectrômetro de massaMALDI

ESI

Obtenção da m/z de um íon

Obtenção do m/z e a seqüência

MS Tandem MS

Prof. Peter Roepstorff

Nomenclatura para a fragmentação de peptídeos por MSRoepstorff and Fohlman, 1984.

Biodiversidade com grande aplicações farmacêuticas

• Venenos: agem a nível molecular em receptores e enzimas (duas das maiores classes de alvos para ação de drogas)

• Peptídeos anti-microbianos: largo espectro de ação contra bactérias gram-positiva e gram-negativa.

• Estabilidade: testada durante milhões de anos

Da jararaca ao Captopril

Classe: Fatores potencializadores de BradykininaInibe a enzima conversora da angiotensina I

ACEN: E.C.3.4.15.1

Primeiros estudos

Ultrafiltração

Chromatografia de troca de íons

Teste em íleo de porquinho-da-índia

9 peptídeos biologicamente ativos

Hidrólise para análise dos amino ácidos

Pyrrolidonecarboxyl-Lys-Trp-Ala-Pro

Pyr – E – Xn P X P X I P P

(domínio catalítico da ACE)

Princípio ativo sintético

Ferreira et al;. 1970. Biochemistry, 9(13):2583-2593;

HPLC off-line – MS

Ianzer et al;. 2004. Peptides, 25:1085-1092.

ESI-MS

ESI-MS-MS

HPLC de fase reversa

Filtração por gel

Espectrometria de massa

Identificação de cinco novos peptídeos

Tarantulas

Escoubas et al; 2008. J. Mass Spectrom. 43: 279-295.

• Busca por novo analgésicos

• Determinação da seqüência de peptídeos através da espectrometria de massa acoplada a nano-cromatographia de fase reversa.

Fonte de antiobióticos

• A pele do anfíbio é uma das fontes naturais mais ricas em peptídeos antimicrobianos produzidos pelas glâdulas holócrinas na pele

• Peptídeos não apresentam danos à eritrócitos e não provoca mal formações em cultura de células eucariotas.

Mangoni et al., 2007. J Pept Sci.13(9):603-613.

Miquim (Thalassophryne nattereri)

O veneno é inoculado por duas espículas ocas na nadadeira dorsal e duas nas regiões pré-operculares, ligadas a uma glândula de veneno na base.

Peptídeo com função anti-inflamatória foi descoberto reverter o processo de crise asmática.

(http://www.guiadapesca.com.br/geral/noticias/butantan-usa-veneno-do-peixe-sapo-para-combater-asma/)

Rosales et al.,2005. Toxicon 45 (2),147-153

Vantagens e desvantagens

• Vantagens:– Estudos em larga escala (informação global sobre a

expressão de proteínas)– 2D-PAGE e espectrometria de mass pode

caracterizá-las baseadas no peso, mas também em relação a modificações pós-traducionais: acetilação, fosforilação, oxidação, glicação, metilação, etc...

• Desvantagens:– Falta de banco de dados pode ser um fator limitante– Proteínas insolúveis são geralmente perdidas durante

a preparação das amostras

Considerações finais

• Avanço de técnicas permitiu o estudo de proteomas e de genomas não seqüenciados

• Diversos exemplos bem sucedidos de estudos proteômicos no desenvolvimento de novos fármacos

• Amazônia como ponto estratégico para o estudos baseados na biodiversidade

•Questions?