Conclusões dos estudos de docking

Dos resultados dos estudos de docking é possível propor algumas conclusões referentes às cavidades 1 e 2. A respeito da cavidade-1, nesta foram obtidos os melhores valores de pontuação (XPGScore) para todos os ligantes, principalmente o ANP e ARL67. Como pode ser visto na tabela 4.9, na CD39 em todos os dockings o ANP foi o que apresentou os melhores valores de XPGScore, embora o maior valor de XPGScore encontrado tenha sido para o ARL67 no frame-219 da Sm1-ANP. Porém, é possível ver que os valores do XPGScore para os dockings envolvendo o ANP e ARL67 foram próximos. Isso pode estar indicando que o ARL67 seja um ligante competitivo pelo sítio ativo para as enzimas Sm1 e CD39. Para o praziquantel, as melhores pontuações foram encontradas nos dockings onde o ligante encontra-se interagindo com os resíduos F365 e Y408, da CD39, ou Y397 e F441, da Sm1.

Sobre a cavidade-2, em nenhum dos dockings realizados com o ANP e ARL67 nesta cavidade o XPGScore foi melhor do que os obtidos na cavidade-1 para os mesmos ligantes. Somente o praziquantel em alguns frames da Sm1 (0, 55 e 171) e Sm1-ANP (219) os valores de XPGScore foram melhores do que os obtidos na cavidade-1. A melhor pontuação foi obtida com o ARL67 no frame-171 da Sm1. Nenhum dos dockings realizados na cavidade- 2 da CD39 e CD39-ANP, o ligante é encontrado dentro da cavidade. Esses resultados podem sugerir a importância da cavidade-2 na Sm1 como um sítio alternativo para o desenvolvimento de drogas mais seletivas.

5 CONCLUSÕES e PERSPECTIVAS

Esta tese teve como objetivo realizar um estudo comparativo por meio de modelagem comparativa, simulação de dinâmica molecular e docking recptor-ligante de duas NTPDase1, uma presente no parasita Schistosoma mansoni (Sm1), e outra presente em humanos (CD39). Também foi proposta do presente trabalho, apresentar um método de agrupamento das conformações provenientes de simulações de dinâmica molecular que não dependesse de um valor de corte definido pelo usuário para o RMSD.

Neste trabalho foi possível propor os modelos tridimensionais (3D) completos das enzimas Sm1 e CD39 por meio da técnica de modelagem comparativa usando um protocolo diferenciado para as porções transmembranares sem moldes. Para tal foram usados preditores de estrutura secundária, de domínios transmembranares e de contato entre hélices transmembranares. Os resultados retornados por esses preditores foram cruzados a fim de obter um consenso a respeito dos intervalos de resíduos que formam as duas TM. Essa informação foi fundamental na definição das restrições de estrutura secundária e de contato entre resíduos usadas no programa Modeller durante a geração dos modelos. Após a construção dos modelos, estes foram eficientemente validados e em seguida preparados para simulações de dinâmica molecular e estudos de docking.

Na predição de cavidades, para o modelo da Sm1 objetivou-se localizar regiões que além do sítio ativo também pudessem ser usadas em estudos de docking receptor-ligante contra possíveis inibidores de NTPDases. Nesta estapa do trabalho foi possível definir duas cavidades a serem estudadas: a cavidade-1, que corresponde a região do sítio ativo; e a cavidade-2, um sítio alternativo com boa taxa de drogabilidade. Estas mesmas cavidades foram mapeadas no modelo 3D da CD39 para fins de comparação.

Para as simulações de dinâmica molecular, foram feitas duas preparações para cada uma das enzimas. Uma preparação onde a enzima apresentava em seu sítio ativo o ligante ANP (análogo do ATP), e uma preparação sem o ligante. A intenção era verificar se a presença e ausência do ligante no sítio ativo resultaria na produção de diferentes conformações ao longo das duas trajetorias. Analisando as simulações envolvendo os modelos da Sm1 e CD39, bem como os moldes PDB3ZX3 e PDB3CJA, foi possível observar que a presença de cinco pontes dissulfeto no ECD da CD39 e dos moldes

possibilita uma maior estabilidade do domínio, em relação à Sm1 que apresenta três pontes de dissulfeto. Por outro lado, a presença do ligante ANP na cavidade-1 (sítio ativo) também proporciona uma maior estabilidade do domínio ECD, o que foi observado ao comparar a simulação da Sm1 sem ANP com as demais. Para a região da cavidade-2 na Sm1, foi possível observar uma maior mundança conformacional na ausência do ligante no sítio ativo, quando comparada à sua simulação na presença do ligante. Entretanto, o mesmo não foi observado na região da CD39 que correponde a cavidade-2.

Com relação a análise de agrupamento das trajetorias, o presente trabalho abordou o problema fazendo uso da metodologia GLCM em conjunto com o algoritmo K-means. Algoritmos de agrupamento voltados para análise de trajetorias produzidas por simulações de dinâmica molecular, como o g_cluster, fazem uso de um cutoff para o RMSD e que é definido pelo usuário. Diferentes valores de cutoff resultam em diferentes números de agrupamento. Para contornar essa dependência de um cutoff, a metodologia proposta nesta tese fez uso do algoritmo PSO para otimizar o número de agrupamentos a serem formados pelo K-Means. O método proposto apresentou resultados satisfatórios, sendo possível identificar de forma automática e em apenas uma execução um conjunto de grupos conformacionais representativos para os estudos seguintes.

Sobre a análise de drogabilidade, foi possível observar que a cavidade-1 foi a que apresentou melhores resultados tanto nas simulações envolvendo a Sm1 quanto a CD39. Com relação à cavidade-2, os melhores resultados foram observados nas simulações envolvendo a Sm1 com e sem ligante ANP. Essa mesma cavidade não se mostrou promissora nas conformações da CD39 provenientes das simulações com e sem o ligante ANP.

Sobre os estudos de atracamento molecular, foram avaliadas a pontuação (XPGScore), o RMSD e a posição dos ligantes nas cavidades. Na cavidade-1, a posição dos ligantes foi analisada de acordo com modelos de atividade catalítica propostos na literatura para NTPDases. Os melhores resultados foram obtidos para o ARL67 e ANP na cavidade-1. Na cavidade-2, os resultados mais promissores foram obtidos na Sm1 o que, juntamente com os resultados de análise da dinâmica molecular, sugerem essa como sendo uma região alternativa para atracamento de possíveis inibidores da Sm1.