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Tipo do documento: Dissertação
Título: Prospecção de inibidores da formação do dímero da NS1 de três principais Flavivirus de importância médica: uma abordagem por dinâmica molecular e triagem virtual de compostos
Título(s) alternativo(s): Prospecting inhibitors of NS1 dimer formation of three main Flaviviruses of medical importance: an approach by molecular dynamics and virtual screening of compounds
Autor: Menezes, Gabriela de Lima
Currículo Lattes do Autor: http://lattes.cnpq.br/5922424775994735
Primeiro orientador: Silva, Roosevelt Alves da
Currículo Lattes do primeiro orientador: http://lattes.cnpq.br/0965241178222537
Primeiro membro da banca: Silva, Roosevelt Alves da
Segundo membro da banca: Moreli, Marcos Lázaro
Terceiro membro da banca: Oliveira, Jonas Ivan Nobre
Resumo: As doenças causadas por vírus do gênero Flavivirus estão entre as principais enfermidades que atingem o mundo, em especial o Brasil, sendo, portanto, um sério problema de saúde pública. No Brasil, destacam-se três delas: dengue, febre amarela e Zika. A proteína não-estrutural 1 (NS1), codificada por esse gênero viral, na sua forma dimérica exerce importantes funções na patogênese e replicação do RNA desses vírus. Entretanto, não há disponível tratamento farmacológico com atuação anti-viral. Assim sendo, a identificação de químicos com potencial de inibição da formação do dímero da proteína NS1 do DENV, YFV e ZIKV os possibilitaria atuarem como um fármaco multialvo. Para isso, com auxílio do TM-Align selecionou-se conformações da proteína NS1 monômero com a estrutura do domínio ß-roll similar (TM-Score ≥ 0.57) entre as três espécies de vírus a partir de conformações obtidas de simulações de dinâmica molecular executadas no GROMACS em 5 réplicas de 150 ns para cada espécie. Essa análise resultou na seleção de duas conformações de NS1 para cada espécie viral, totalizando seis conformações de NS1. Após a seleção das estruturas proteicas, realizou-se a triagem virtual de compostos provenientes do catálago de produtos naturais do banco de dados do ZINC com as seis estruturas de NS1 através do AutoDock Vina. A partir do resultado da ancoragem para cada proteína NS1, foi realizada a classificação os 100 melhores compostos de acordo com dois critérios: afinidade e eficiência. Na classificação por afinidade, comparou-se os compostos ranqueados para cada conformação de NS1 e cinco deles foram encontrados em comum à NS1 das três espécies virais. Desses, quatro possuíam risco toxicológico de acordo com o programa OSIRIS Property Explorer. Após remoção do fragmento tóxico, uma nova ancoragem apontou redução da afinidade da molécula pela NS1, porém ainda com escores de energia promissores (entre -7.5 kcal/mol e -9.6 kcal/mol). Já entre os compostos classificados por critério de eficiência, apenas dois foram observados em comum às espécies, sendo que um deles possuía risco toxicológico e não se encaixou em paramêtros de compostos de potencial farmacológico após remoção do fragmento tóxico. Os resultados aqui obtidos demonstram a alta similaridade das proteínas NS1 no gênero Flavivirus e afinidade pelos mesmos compostos; justificando, pois, o potencial dessas seis macromoléculas na terapêutica multialvo. Os dados teórico-computacionais apresentados fundamentam/amparam futuros experimentos in vitro e in vivo, tal como ensaios de avaliação da capacidade replicativa do vírus na presença das moléculas bioativas destacadas. Logo, as informações apresentadas neste trabalho serão relevantes para desenvolvimento de uma molécula com potencial de inibição da formação do dímero da proteína NS1.
Abstract: Diseases caused by viruses of the Flavivirus genus are among the main diseases that affect the world, especially Brazil, and they are a serious public health problem. In Brazil, three of them stand out: dengue, yellow fever and Zika. The non-structural protein 1 (NS1), encoded by this viral genus, in its dimeric form plays important roles in the pathogenesis and RNA replication of these viruses. However, there is no available pharmacological treatment with antiviral action. Therefore, the identification of chemicals with the potential to inhibit the formation of the NS1 protein dimer of DENV, YFV and ZIKV would enable them to act as a multi-target drug. For this, with the aid of TM-Align we selected conformations of the NS1 protein monomer with similar ß-roll domain structure (TM-Score ≥ 0.57) among the three virus species from conformations obtained from molecular dynamics simulations performed in GROMACS in 5 replicates of 150 ns for each species. This analysis resulted in the selection of two NS1 conformations for each viral species, totaling six NS1 conformations. After selecting the protein structures, a virtual screening of compounds from the natural products catalog of the ZINC database with the six NS1 structures was performed using AutoDock Vina. From the result of anchoring for each NS1 protein, the 100 best compounds were classified according to two criteria: affinity and efficiency. In the affinity classification, the ranked compounds for each NS1 conformation were compared and five of them were found in common with the NS1 of the three viral species. Of these, four were at toxicological risk under the OSIRIS Property Explorer program. After removing the toxic fragment, a new anchor showed a reduction in the affinity of the molecule for NS1, but still with promising energy scores (between -7.5 kcal/mol and -9.6 kcal/mol). Among the compounds classified by efficiency criteria, only two were observed in common to the species, one of which had toxicological risk and did not fit in parameters of compounds with pharmacological potential after removal of the toxic fragment. The results obtained here demonstrate the high similarity of NS1 proteins in the Flavivirus genus and affinity for the same compounds; thus justifying the potential of these six macromolecules in multitarget therapy. The theoretical-computational data presented support future in vitro and in vivo experiments, such as tests to assess the replicative capacity of the virus in the presence of highlighted bioactive molecules. Therefore, the information presented in this work will be relevant for the development of a molecule with the potential to inhibit the formation of the NS1 protein dimer.
Palavras-chave: Flavivirus
Desenho racional de fármacos
Biologia computacional
Ancoragem molecular
Dinâmica molecular
Computational biology
Flavivirus
Molecular docking
Molecular dynamics
Rational drug design
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Jataí
Sigla da instituição: UFJ
Departamento: Unidade Acadêmica Especial de Ciências da Saúde
Programa: Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas a Saúde - PPGCAS
Citação: MENEZES, G. L. Prospecção de inibidores da formação do dímero da NS1 de três principais Flavivirus de importância médica: uma abordagem por dinâmica molecular e triagem virtual de compostos. 2021. 145 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Aplicadas a Saúde) - Universidade Federal de Jataí, Jataí, 2021.
Tipo de acesso: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://bdtd.ufj.edu.br:8080/handle/tede/30
Data de defesa: 1-Jun-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Aplicadas à Saúde

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