Busca de Novos Alvos

A procura por novos alvos antibacterianos representa uma árdua tarefa. Cada proteína essencial pode servir como um alvo para os agentes antimicrobianos, mas é preciso que vários outros critérios sejam obedecidos, incluindo seletividade, distribuição, facilidade de ensaio, concentração intracelular do alvo potencial, potencial mutacional (desenvolvimento de resistência), ação bactericida versus bacteriostática (eficiência in vivo) e também a probabilidade de ser capaz de modular a um alvo com uma droga de molécula pequena (“drugability”)120, 121_.

Várias proteínas essências foram definidas em S. aureus pela interferência “antisense-RNA” e estudos de mutagênese122, 123_{. Estes estudos têm gerado listas de novos}

alvos putativos que abrangem todas as principais vias conhecidas, por exemplo, tradução, transcrição, divisão celular e metabolismo10_.

Mas há também a procura de novos medicamentos contra alvos mais antigos, já estudados, com base em uma nova informação estrutural, representando uma estratégia promissora adicional10_.

Segue a baixo a tabela 1 com alvos promissores para novos agentes antimicrobianos seguido das proteínas utilizadas neste estudo.

Tabela 1: Alvos promissores para agente antimicrobianos.

Via/ Alvo Função

Síntese de ácido graxo

Fabl Enoil-acil proteína transportadora redutase

FabF/H -ketoacyl- (proteína transportadora de acilo) sintase III

Replicação de DNA GyrA DNA-girase ParE Topoisomerase IV Modificação Proteica Pdf Peptídio deformilase Alongamento de proteína

Síntese de RNAt Biosíntese de proteína

Síntese de Peptidioglicano

PBP2 Glicosiltransferases peptidoglicano

MurbB UDP-N-acetilglucosamina-enolpiruvil redutase

FmhB Penta Glycine biossíntese interpeptide

FemAB Penta Glycine biossíntese interpeptide

Ddl D-alanina-D-alanina-ligase

Regulação

YycG/YycF (VicRK) Autólise

YhcSR Desconhecido Gcp Glycoprotease, autólise Secreção de Proteína SpsB Peptidase de sinal Divisão Celular FtsZ GTPase

Síntese de ácido teicóico

TarB, TarD, TarF, TarIJ, TarH

Formação de polímeros de ácido teicóico

Resposta ao estresse

TrxA Tiorredoxina

TrxB Tiorredoxina reductase

CIpP Componente proteolítico do complex CIp

LigA DNA-ligase

Proteína UDP-N-acetylenolpyruvylglucosamine reductase

A proteína UDP-N-acetylenolpyruvylglucosamine reductase (MurB), depositada no Protein Data Bank (PDB) pelo ID 1HSK quando em complexo com Flavin-Adenine Dinucleotide, está envolvida na formação do polímero Peptidioglicano da parede celular da bactéria gram positiva S. aureus resistente a meticilina124_.

Foi caracterizada por Benson et al. (2001)124 _{para que seja um novo alvo para}

novos agentes antibacterianos específicos para Gram-positivos.

Se caracteriza por ser uma proteína transglicosilase monofuncional (Mtg) da parede celular bacteriana cuja atuação está em inibir a transglicosilação bacteriana, se caracterizando um local ativo para novas drogas contra S. aureus125_.

Figura 9: Rota biossintética do pentapéptido de UDP-N-acetilmuramil mostrando os dois

primeiros passos catalisados pelas enzimas MurA e MurB. O açúcar UDPMurNAc produzido por MurB serve como ponto de ligação para a cadeia pentapeptide construído pelas enzimas relacionadas MurC, MurD, MurE, e MurF.

MurA P MurB NADPH + H+ NADP+ MurC MurD MurE MurF

Proteína transglicosilase monofuncional

Se caracteriza por ser uma proteína transglicosilase monofuncional (Mtg) da parede celular bacteriana cuja atuação está em inibir a transglicosilação bacteriana, se caracterizando um local ativo para novas drogas contra S. aureus125_.

A proteína transglicosilase monofuncional em complexo com moenomycin foi depositada no PDB dantabank com ID 3HZS.

Proteína Peptídeo Deformilase

É uma proteína peptídeo deformilase (PDF) tipo II, ou seja, uma metaloenzima altamente conservada em bactérias gram positivas, destacando aqui S. aureus, e não é utilizada na síntese de proteínas dos eucariotas. Tem por função catalisar a remoção de um grupo formilo do resíduo de metionina N-terminal de novos polipeptidos sintetizados. A remoção do grupo N-formilo a partir de cadeias polipeptídicas nascentes é um processo essencial em bactérias126_.

A proteína peptídeo deformilase em complexo com S)-N-(cyclopentylmethyl)-N- (2-(hydroxyamino)- 2-oxoethyl)-2-(3-(2-methoxyphenyl)ureido)- 3,3- dimethylbutanamide foi depositada no PDB databank com ID 3U7K.

Proteína trifosfatase de guanosina autoativação

É uma proteína do tipo FtsZ, uma trifosfatase de guanosina autoativação (GTPase), que polimeriza filamentos do anel Z do citoesqueleto que se localizam no sitio de divisão futuro no meio de células no início do ciclo da célula. Servem como determinantes da susceptibilidade -lactâmica através do seu papel funcional no recrutamento de componentes a jusante do divisomo, incluindo as proteínas necessárias para a parede celular na síntese do peptidioglicano, como o PLP, alvo de antibióticos - lactâmicos. Desta maneira, pertubarções nesta proteína irá prejudicar a construção da parede celular bacteriana127_.

A proteína trifosfatase de guanosina autoativação (FtsZ) em complexo com 3-[(6- chloro[1,3]thiazolo[5,4-b]pyridin-2-yl)methoxy]-2,6-difluorobenzamide foi depositada no PDB databank com ID 4DXD.

Proteína Tipo I que sinaliza peptidase

Proteína tipo I bacteriana que sinaliza peptidases (SpsB), são proteínas de serina ancorado à membrana que processam os peptídeos de sinal de proteínas exportadas através dos sistemas de secreção Sec e Tat. Possuem importância crucial para a virulência bacteriana por isso sua atração como alvo de drogas128_{. Ting et al. (2016)}128 _{identificaram}

a estrutura de cristal dessa proteína da bactéria Gram positiva S. aureus.

O principal jogador no mecanismo catalítico nas proteases de serina é a tríade catalítica. A tríade está localizada no sítio ativo da enzima, onde ocorre a catálise, e é conservada em todas as superfamílias de enzimas serina protease. A tríade é uma estrutura coordenada consistindo de três aminoácidos : Sua 57, Ser 195 (daí o nome "de serina-protease") e Asp 102. Estes três aminoácidos chave desempenham um papel essencial na capacidade de clivagem das proteases129_.

A proteína Tipo I que sinaliza peptidase (SpsB) em complexo com maltose foi depositada no PDB databank com ID 4WVG.

Proteína DNA girase B

É uma DNA girase B (GyrB) de S. aureus. A enzima DNA girasse é uma enzima que alivia a tensão enquanto a dupla cadeia de DNA está sendo desenrolada por uma helicase. É um dímero, possuindo a subunidade A que realiza nicking de DNA e a subunidade B que introduz supercolis negativos, e as duas subunidades são alvo de ação de drogas130_.

A proteína DNA girase B em complexo com Amycolamicin (1R,4aS,5S,6S,8aR)- 5-{[(5S)-1-(3-O-acetyl-4-O-carbamoyl-6-deoxy-2-O-methyl-alpha-L-talopyranosyl)-4- hydroxy-2-oxo-5-(propan-2-yl)-2,5-dihydro-1H-pyrrol-3-yl]carbonyl}-6-methyl-4- methylidene-1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydronaphthalen-1-yl2,6-dideoxy-3-C-[(1S)-1{[(3,4- dichloro-5-methyl-1H-pyrrol-2-yl)carbonyl]amino}ethyl]-beta-D-ribohexopyranoside) foi depositada no PDB databank com ID 4URM.

2.9.2 Escherichia coli