An´ alise dos modos de liga¸c˜ ao

Tendo em vista as flutua¸c˜oes das cadeias laterais dos res´ıduos do s´ıtio de liga¸c˜ao, pode ser que haja quebra e forma¸c˜ao de contatos entre a prote´ına e a rosiglitazona. Para saber quais res´ıduos se mantˆem em contato com a rosiglitazona em tempos consider´aveis, quantificamos a fra¸c˜ao de tempo em que cada res´ıduo se mant´em em contato com a rosiglitazona. O gr´afico da figura 5.4 mostra essas informa¸c˜oes para os res´ıduos que ficam, em pelo menos 10% do tempo, em contato com a rosiglita- zona. O crit´erio para a existˆencia de um contato foi que a distˆancia m´ınima entre o res´ıduo e a rosiglitazona seja de no m´aximo 4 ˚A, desconsiderando os hidrogˆenios. A informa¸c˜ao imediata que se pode extrair destes resultados ´e que, para alguns res´ıduos, existe, de fato, uma dinˆamica de forma¸c˜ao/quebra de contatos. Outros

Figura 5.3. Os res´ıduos polares em contato com o grupo A da rosiglitazona. As esferas vermelhas representam mol´eculas de ´agua.

res´ıduos, entretanto, mantˆem contatos em todo o tempo de simula¸c˜ao. Os detalhes destes contatos ser˜ao explorados a seguir.

Figura 5.4. Porcentagem de tempo em que h´a forma¸c˜ao de contatos entre cada res´ıduo do LBD e a rosiglitazona. Somente os contatos que se mantˆem em mais de 10% do tempo total de simula¸c˜ao foram considerados.

5.3. O complexo BRL-PPARγ 65 Grupo A

O grupo A da rosiglitazona parece estar envolvido numa rede de intera¸c˜oes bastante espec´ıficas respons´aveis pelo ancoramento do ligante dentro do LBD. Com o intuito de analisar a dinˆamica das liga¸c˜oes entre o grupo A e a prote´ına, ou seja, a poss´ıvel quebra ou forma¸c˜ao de liga¸c˜oes de hidrogˆenio, a distˆancia m´ınima entre o grupo A e os res´ıduos polares Q286, S289, H323, Y327, H449 e Y473 foram computados a partir das simula¸c˜oes e est˜ao apresentadas na forma de densidade de probabilidade na figura 5.5. Considerando que a distˆancia t´ıpica de uma liga¸c˜ao de hidrogˆenio ´

e de 2 a 3 ˚A, fica claro que somente trˆes dos seis res´ıduos analisados podem estar envolvidos em liga¸c˜oes de hidrogˆenio est´aveis com o grupo A: S289, H449 e Y473. Observa-se que as curvas correspondentes a estes res´ıduos s˜ao as que apresentam as menores dispers˜oes, indicando que n˜ao ocorrem quebras de liga¸c˜oes de hidrogˆenio com a rosiglitazona, resultando em contatos hidrof´ılicos est´aveis. O gr´afico de barras da figura 5.4 reflete a estabilidade dessas liga¸c˜oes, j´a que para estes trˆes res´ıduos o contato ´e mantido em 100% do tempo de simula¸c˜ao.

Figura 5.5. Densidade de probabilidade das distˆancias m´ınimas entre os res´ıduos mais pr´oximos do grupo A da rosiglitazona.

Por serem direcionais e espec´ıficas, as liga¸c˜oes de hidrogˆenio exercem um pa- pel fundamental na orienta¸c˜ao e reconhecimento do ligante dentro do s´ıtio de liga¸c˜ao. No caso particular da rosiglitazona, a dinˆamica molecular revelou que as trˆes liga¸c˜oes de hidrogˆenio com a S289, H449 e Y473 s˜ao, de fato, as ´unicas

que se formam. Observando a figura 5.6(a) (que ´e semelhante `a figura 5.4, mas mostra todos os res´ıduos) juntamente com a figura 5.6(b), que mostra as energias eletrost´aticas m´edias de intera¸c˜ao entre cada res´ıduo e a rosiglitazona, vˆe-se que, dentre todos os contatos, somente os trˆes citados se envolvem efetivamente em liga¸c˜ao de hidrogˆenio com o ligante.

Figura 5.6. (a) Porcentagem de tempo em que h´a forma¸c˜ao de contatos entre cada res´ıduo do LBD e a rosiglitazona; (b) energia eletrost´atica m´edia de intera¸c˜ao entre cada res´ıduo e a rosiglitazona; (c) energia de van der Waals m´edia de intera¸c˜ao entre cada res´ıduo e a rosiglitazona; (d) energia total m´edia de intera¸c˜ao entre cada res´ıduo e a rosiglitazona.

Os res´ıduos Q286 e H323, embora se aproximem do ligante em alguns momen- tos, apresentam uma alta dispers˜ao na distˆancia ao grupo A (figura 5.5). A Y327,

5.3. O complexo BRL-PPARγ 67 que permanece mais localizada, fica distante o suficiente do ligante para n˜ao formar liga¸c˜ao de hidrogˆenio; apenas contatos hidrof´obicos s˜ao formados. As simula¸c˜oes mostram que a Q286 tamb´em mant´em principalmente contatos hidrof´obicos com a rosiglitazona atrav´es de sua cadeia alif´atica. A H323, ainda que se aproxime do grupo A em alguns momentos, n˜ao mant´em liga¸c˜ao de hidrogˆenio est´avel com o ligante. Como ser´a discutido adiante, estes trˆes ´ultimos res´ıduos polares exercem seus pap´eis no complexo indiretamente e de forma cooperativa atrav´es de redes de liga¸c˜oes de hidrogˆenio.

Os res´ıduos hidrof´obicos que interagem com o grupo A s˜ao F282, F363 e L469. Eles ficam em contato com a rosiglitazona em aproximadamente 75% do tempo.

Grupos B e C

Com exce¸c˜ao da C285 e R288, todos os res´ıduos que fazem contato com os gru- pos B e C s˜ao apolares. Observando a figura 5.6(b), os res´ıduos localizados na base da H5, na folha β e pr´oximos `a H7 (que interagem com os grupos B e C), quase n˜ao contribuem eletrostaticamente para a estabiliza¸c˜ao do complexo BRL- PPARγ. Esta mesma regi˜ao, por outro lado, tem uma contribui¸c˜ao dispersiva (van der Waals) apreci´avel para a energia de intera¸c˜ao total (figura 5.6(c)), refletindo seu car´ater hidrof´obico. Em destaque na figura 5.6(c), est´a o res´ıduo C285 com sua contribui¸c˜ao hidrof´obica. Esta forte energia de intera¸c˜ao ´e explicada pelo fato do res´ıduo C285 se localizar entre os dois an´eis arom´aticos dos grupos B e C e tamb´em por possuir um ´atomo de enxofre, que ´e mais polariz´avel que o carbono, oxigˆenio e nitrogˆenio. Isso gera uma forte intera¸c˜ao dispersiva entre os el´etrons π dos an´eis arom´aticos e o ´atomo de enxofre. Esse efeito ´e levado em conta implicitamente no campo de for¸ca atrav´es de um valor mais alto para a profundidade do po¸co do potencial de Lennard-Jones para o enxofre. O res´ıduo R288 permanece com sua cadeia lateral distante da rosiglitazona; apenas os carbonos β e γ se mantˆem em contato com o ligante. ´E interessante observar que a muta¸c˜ao R288A, leva a um pequeno aumento na atividade do complexo BRL-PPARγ1_{. Por outro lado,}

as energias de intera¸c˜ao eletrost´atica e de van der Waals entre este res´ıduo e a rosiglitazona s˜ao ∼ +1 kcal mol−1 e ∼ -3 kcal mol−1, respectivamente. Tomadas simultaneamente, essas informa¸c˜oes apontam no sentido de que a cadeia lateral

da R288, que ´e carregada positivamente, n˜ao contribui eletrostaticamente para a estabiliza¸c˜ao do complexo com a rosiglitazona. A alanina, com sua cadeia lateral apolar, mant´em contatos hidrof´obicos semelhantes ao da R288 sem, por´em, a con- tribui¸c˜ao eletrost´atica desestabilizante da R288. Assim, parece que este res´ıduo n˜ao ´e importante para o complexo BRL-PPARγ. Em contraste, como veremos adiante, a R288 ´e um dos res´ıduos mais importantes para a liga¸c˜ao dos MCFA’s.