Modelagem por homologia de receptores canabinóides CB1 e CB2 e estudos de docking

AUTORES: da Silva, J.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Silva, T.M.B. () ; Balliano, T.L. ()

RESUMO:Avaliou se os dados obtidos com os disponíveis na literatura, de moléculas como potenciais inibidores para receptores canabinóides CB1 e CB2, onde foi feito um estudo de modelagem molecular com CB1 e CB2, cuja estrutura tridimensional não disponível em banco de dados, foi obtida por modelagem por homologia; seguido de uma simulação de docking para o qual usamos moléculas de estrutura do sistema monoterpeno

PALAVRAS CHAVES: Modelagem por homologia; receptores canabinóides; docking

INTRODUÇÃO:No planejamento de um fármaco tem como base a informação estrutural do bioreceptor que permite a descoberta e síntese de compostos com complementaridade estérica, hidrofóbica e eletrostática ao seu sítio de ligação. Em todo este processo usamos a modelagem molecular como ferramenta. Como para os receptores canabinóides CB1 e CB2, o alvo protéico macromolecular ainda não foi determinado experimentalmente, construímos os modelos em um procedimento comparativo conhecido como modelagem molecular por homologia estrutural (SANTOS-FILHO; DEALENCASTRO,2003). Os canabinóides são uma classe de compostos que exerçam efeitos farmacológicos diretos sobre um determinado número de órgãos e normalmente relacionados ao sistema nervoso central.

MATERIAL E MÉTODOS:Para a obtenção dos modelos das proteínas CB1 e CB2 foi usado arquivos FASTA obtidos do banco de dados NCBI, então foi usado o software Modeller (SALI; BLUNDELL, 1993). Em seguida foi feito a simulação de docking como programa Autodock 4.2 (que usa algoritmo de busca, o algoritmo genético Lamarkiano), com um conjunto de moléculas das quais os melhores scores foi obtido com o ligante 1: 1- Hidroxi-6,6-dimetil-3-pentil-6H-benzo[c]cromeno-9-ácido carboxílico e ligante 2: 6,6,9-Trimetil-3-pentil-6H –benzo[c]cromeno-1,8-diol. O ancoramento foi verificado no sítio de ligação previsto por LIGSITE (HENDLICH; RIPPMANN, 1997). Desta forma obtemos dados de energia de ligação estimada, coeficiente de inibição e modo de ligação que puderam ser avaliados e comparados dados de referência (HOWLETt 2002).

RESULTADOS E DISCUSSÃO:Obtemos modelos C1 e CB2 com o programa Modeller e verificado a qualidade do modelo com o programa PROCHECK, que mostra que apenas poucos resíduos (1,8 % CB1 e 0,6 % CB2) estão em regiões desfavoráveis para o gráfico Ramachandran. Com a simulação de docking obtemos para CB1 Ligante 1, energia de ligação E= -9.09 kcal/mol e coeficiente de inibição Ki = 217.43 nM (nanomolar), interagindo com os resíduos Ser88 (ligação de hidrogênio de 1,82 A),Gly99, Trp241, Phe191; o Ligante 2 com a proteína CB2, E= -9.79 kcal/mol e Ki = 66.40 nM (nanomolar) interagindo com os resíduos tyr347, Leu76, Glu327 (1,97 A) e Lys219 (1,99 A); nos dois caso podemos verificar a possibilidade de interação com os resíduos do sítio de ligação conforme previsto pelo programa LIGSITE (Leis, Schneider ; Zacharias, 2010), os quais podem ser visto nas figuras 1 e 2 em anexo. Forma prevista do modo de ligação do Ligante 1, no sítio de ligação da proteína CB1.

Figura 2

Forma prevista do modo de ligação do Ligante 2, no sítio de ligação da proteína CB2.

CONCLUSÕES:Segundo os dados da literatura (HOWLWETT 2002), (MONTERO, et al, 2010) os Ligante 1 e 2 tem as melhores potencialidades dentro do conjunto de moléculas testadas, com relação aos valores de coeficiente de inibição estimados e com as características relacionadas a seletividade em relação aos receptores,característica desejável (DA SILVA; SILVA, 2006) visto que os ligantes 1 e 2 deve ter afinidade por um receptor canabinóide e pouca pelo outro. Assim o Ligante 1 teve E= -8.16 kcal/mol e Ki = 1.05 uM (micromolar); já para o Ligante 2 com CB, tivemos E= -8.18 kcal/mol e Ki = 1.01 uM (micromolar).

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:DA SILVA, .V. ; SILVA H.T.P Revista eletrônica de farmácia Vol. IV (1), 15-26, 2007
SANTOS-FILHO, O. A. DEALENCASTRO, R. B Quim. Nova, Vol. 26, No. 2, 253-259, 2003
SIMON LEIS, SEBASTIAN SCHENIDER AND MARTIN ZACHARIAS In Silico Prediction of Binding Sites on Proteins;. Current Medicinal Chemistry, 2010, 17, 1550-1562
MONTEIRO, C; CAMPILLO,N. E.; GOYA. European Journal of Medicinal Chemistry 40 (2005) 75–83
SALI, A.; BLUNDELL, T. L. Comparative protein modeling by satisfaction of spatial restraints. Journal of Molecular Biology. v. 234, p. 779-815, 1993.
HOWLETT et al (2002) Pharmacol.Rev. 54 161.

 

 

Fonte: http://www.abq.org.br/entequi/2012/trabalhos/50/50-2-9867.html