Composto Doxiciclina

Os resultados do Docking entre a Doxiciclina (DOXI) e a gp63 (Tabela 2) expressaram baixos valores de energia livre e energia total intermolecular final, demonstrando respetivamente -5.46 kcal/mol e -7.54kcal/mol evidenciando eficiência na associação do ligante em questão com a proteína.

Tabela 2. Interação de DOXI com a gp63 de Leishmania estimada pelo programa AutoDock4.

Energia estimada livre (EEL) e energia intermolecular final (EIF) em kcal/mol.

Complexo EEL EIF

1 -3.95 -6.04 2 -4.71 -6.80 3 -5.15 -7.24 4 -4.49 -6.58 5 -4.52 -6.61 6 -4.60 -6.68 7 -5.46 -7.54 8 -4.80 -6.89 9 -4.13 -6.22 10 -4.79 -6.88

A partir dos complexos obtidos com o Docking Molecular foi possível identificar as ligações ocorridas entre os aminoácidos de maior proximidade, apresentando ligação de hidrogênio com os aminoácidos ALA356, GLU376, ALA375 e PHE372, além de ligações Hidrogênio-Carbono com os aminoácidos THR355 e VAL377 e ligação Pi-Akyil com a LEU537 (figura 24).

Figura 24. Visualização 2D do composto Doxiciclina e os resíduos de aminoácidos da gp63 de maior interação. Fonte: Autoria própria a partir do Software Discovery Studio.

Os resultados da figura 25, mostram a nuvem eletrostática do receptor envolvendo o composto ligante em questão, onde é possível notar que o local da ancoragem está situado em uma região de interação neutra, variando para negativo em regiões de forte interação.

Figura 25. Análise de interação da DOXI (doxiciclina) com a gp63. A glicoproteína com o composto Doxiciclina (em amarelo) e a nuvem eletrostática da interação do receptor com o ligante Doxiciclina. Fonte: Autoria própria a partir do Software Discovery Studio.

5.1.3. Terpineol (ZINC03861537)

A Energia Livre de ligação foi negativa em todos os complexos ou conformações assim como a Energia total Intermolecular Final (EIF) que apresentou resultados expressivamente negativos. Este resultado, indica a perda de energia do complexo proteína-ligante. Logo, os parâmetros evidenciam uma boa interação ligante-proteína entre as moléculas propostas (Tabela 3).

Após a realização dos cálculos de docking do 4TRP utilizando Discovery

Studio, foi possível identificar (figura 26) as ligações ocorridas entre os aminoácidos

de maior proximidade, apresentando ligação de hidrogênio com os aminoácidos Asp288, Gly291, Val289 e Arg290, ligações Pi com Glu321, Leu389, Val286 e Leu389 (figura 26).

Tabela 3. A interação entre 4TRP e gp63 de Leishmania estimada pelo programa AutoDock4.

Complexo EEL EIF

1 -5.04 -5.64 2 -4.13 -4.72 3 -5.00 -5.60 4 -4.26 -4.86 5 -4.19 -4.79 6 -4.10 -4.70 7 -4.27 -4.87 8 -4.42 -5.01 9 -4.41 -5.01 10 -4.12 -4.72

Energia estimada livre (EEL) e energia intermolecular final (EIF) em kcal/mol

Figura 26. Visualização 2D do composto 4- terpineol e os resíduos de aminoácidos da gp63 de maior interação. Fonte: Autoria própria a partir do Software Discovery Studio.

A figura 27, mostra a nuvem eletrostática do receptor, onde é possível notar que o local de atracamento está situado em uma região de interação neutra. As regiões mais próximas não apresentam picos eletrostáticos.

Figura 27. Análise de interação do TERP (4- terpineol) com a gp63. O 4TERP (em amarelo) e a nuvem eletrostática da interação com a gp63. Fonte: Autoria própria a partir do Software Discovery Studio.

5.1. 4. Composto L1

O composto L1 ancorado a gp63 demonstrou energia livre de ligação negativa em todos os complexos atingindo -8.07Kcal/mol de valor energético, enquanto a energia intermolecular apontou -9.86 Kcal/mol como energia mais baixa. Os valores expressivamente negativos implicam a afirmação que a ligação entre o ligante L1 e a p63 é termodinamicamente favorável, tendo um menor gasto energético na existência das moléculas juntas do que separadas (BRAZ, 2016).

Assim, os parâmetros listados na tabela 4 evidenciam uma boa interação ligante-proteína, dando indícios energéticos claros da possível inibição da proteína gp63.

Tabela 4. A interação entre L1 e a gp63 de Leishmania estimada pelo programa AutoDock4.

Complexo EEL EIF

1 -5.56 -7.35 2 -5.90 -7.69 3 -6.38 -8.17 4 -5.80 -7.59 5 -6.97 -8.76 6 -6.11 -7.90 7 -7.97 -9.76 8 -8.07 -9.86 9 -6.20 -7.99 10 -6.93 -8.72

Energia estimada livre (EEL) e energia intermolecular final (EIF) em kcal/mol.

Utilizando o Discovery Studio foi possível identificar as ligações ocorridas entre os aminoácidos de maior proximidade (figura 28). O composto L1 apresentou ligação Pi- Akyil com os aminoácidos ALA346, VAL 261 e LEU224, ligação Pi- Lone

Pair com os aminoácidos PRO 347 e LEU344, Pi- Pi Stacked com o aminoácido

HIS264, ligação Pi- Sigma com os aminoácidos ALA349 e ligação Hidrogênio-Carbono com o aminoácido GLU265 (figura 28).

Figura 28. Visualização 2D do composto L1 e os resíduos de aminoácidos da gp63 de maior interação. Fonte: Autoria própria, a partir do Software Discovery Studio.

Figura 29. Análise de interação do composto L1 com a gp63. L1 (em amarelo) e a nuvem eletrostática da interação com a gp63. Fonte: Autoria própria a partir do Software Discovery Studio.

Ainda utilizando o software Discovery Studio foi possível analisar a nuvem eletrostática do receptor (gp63), onde é possível notar que o local de atracamento está situado em uma região de interação neutra (figura 29). Também foi possível observar próximo ao local de interação uma região muito eletronegativa, um dos aminoácidos responsáveis é o Glu376, aminoácido inserido no sítio ativo da proteína. Além de termodinamicamente favorável à interação, a ligação está situada no interior do sítio ativo da gp63 (figura 29).

A modelagem molecular de biomoléculas permite não apenas prever e refinar estruturas tridimensionais, mas também para correlacionar estruturas com suas propriedades e funções (Stan, C.T, 2002). O docking proteína-ligante é realizado modelando-se a interação entre a proteína e o ligante através de diversos critérios como por exemplo se a geometria do par for complementar e integrando as interações bioquímicas favoráveis do MFCC.

As proteínas são diferenciadas estruturalmente por seus grupos de cadeia lateral, com diferentes reatividades químicas e propriedades físico-químicas de proteínas. Os grupos de cadeia lateral incluem: i) grupos de Hidrogênio, (Glicina), ii) os grupos alquil - por exemplo, alanina (ALA), valina (VAL), e leucina (L) formam interações hidrofóbicas e iii) fenilalanina (PHE) e tirosina (THR) que formam ligações principalmente a moléculas planas (Stan, C. T, 2002).

Os compostos que foram selecionados, DETC, DOXI, 4TRP e L1 apresentaram ligações do tipo Pi-Pi, Pi-Alky e pontes de hidrogênio. Sendo o balanço, negativo das interações moleculares com a metaloproteína, a glicoproteína (gp63).

O composto 4-({bis[(piridin-2-il)metil]amino}metil)-7-hidroxi-2H-1- benzopiran-2-ona, denominado de L1, foi sintetizado no Instituto de Química da UFRN e a sua estrutura foi cedido em colaboração com o prof. Dr. Daniel Pontes para a realização das análises in silico. Os dados da modelagem demostraram a interação entre o L1 e a gp63 devido a sua estrutura e tamanho. As ligações covalentes com os aminoácidos - grupo alqui e ligações por ponte de hidrogênio foram observadas. Para além disso, o tipo de ligação não covalente (PI-Pi stacking) foi observado entre os resíduos dos aminoácidos His (histidina) e os anéis aromáticos do L1. O composto apresentou a menor energia intermolecular final, comparativamente com os restantes compostos.

A escolha do DETC advém de amplo estudo do potencial inibitório do composto sobre a superóxido desmutase (EC 1,15.11). Essas metaloenzima participam na eliminação de radicais superóxido (O2-) tanto das células de mamíferos

quanto de patógenos, incluindo tripanosomatídeos, prevenindo-as de espécies reativas de oxigénio (KABRI; STEVEDIRNG, 2001; MITTRA, et al., 2017).

Em termos estrutural, os compostos L1> DOXI>DETC >4TRP podem atuar como bases de Lewis ao se coordenarem ao íon Zn2+ _{do centro catalítico da gp63.}

Adicionalmente, moléculas como DETC, L1 e DOXI (Quadro 2) podem desencadear o efeito quelante, uma vez que possuem mais de um átomo doador, capazes de se coordenar ao centro metálico tais como S (enxofre) N (nitrogênio) e O (oxigênio) formando complexos particularmente, estáveis. A doxiciclina, apresenta propriedade polidentada, contudo devido ao tamanho, relativamente grande, em comparativo com os outros compostos, pode ocasionar impedimento estérico, dificultando a interação direta com o centro metálico de Zn (II) (SHIVER et al., 2008).