Estudo de inibição da leader protease Lbpro via ligação do grupo Tiol usando teluretos orgânicos
Data
2019-11-28
Autores
Santos Junior, Gilberto Alves Dos 
Orientadores
Juliano, Maria Aparecida
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The Foot-and-mouth disease (FMD) is a highly contagious viral disease that infects animals such as cattle, goats, sheep, pigs and rarely affect humans. The high prevalence of disease directly affects the economy of countries including Brazil, as the international trade of animal foods is controlled by strictly phytosanitary regulations. Foot-and-mouth disease currently has no treatment, and vaccines consists the mainly prophylaxis. Its etiologic agent is an RNA virus of the Picornaviridae family, which is translated into a single polyprotein that, after processing, releases structural and non-structural proteins by specific viral proteases. Among these proteases, and object of this study, the Leader Proteases (Lbpro.) is a potential target for the development of chemotherapeutic agents. Lbpro is a cysteine-peptidase and the covalent attachment of tellurium compounds to the thiol group of cysteine residues in its catalytic site is therefore a target for blocking its activity, directly interfering the virus processing, maturation and replication. The objective of the present work was to develop and characterize inhibitors possessing the Tellurium atom as the core agent against the proteolytic activity of Lbpro. To do so, we performed kinetic assays to inhibit the activity of this enzyme using a library of structurally different organic tellurium-derived compounds capable of inhibiting cysteine-peptidases by forming covalent bond between the multivalence Tellurium atom and the catalytic free thiol group of Lbpro. The specificity of Lbpro by the inhibitors was measured by the comparative assay using the papain cysteine-peptidase as reference. Our results indicate that larger organic compounds having central tellurium atom were better inhibitors of Lbpro because provide more interactions between the Lbpro activity residues and inhibitors due to symmetrical docking, contrasting to Papain selectivity. Thus, such active-site inhibitors of cysteine-proteases are promising to evaluate the singular specificities and features of Lbpro and proteases-targeted drug design.
A febre aftosa, ou “foot-and-mouth disease” (FMD), é uma doença viral altamente contagiosa que infecta bovinos, caprinos, ovinos e suínos, raramente afetando seres humanos. A prevalência desta doença afeta diretamente a economia de muitos países, incluindo o Brasil, uma vez que o comércio internacional de alimentos de origem animal é controlado através de rígidas regulações fitossanitárias. Atualmente a febre aftosa não possui tratamento, e a principal medida profilática é a utilização de vacinas. Seu agente etiológico é um vírus de RNA da família Picornaviridae, cujo RNA é traduzido em uma única poliproteína que, mediante processamento por proteases específicas codificadas pelo próprio vírus, libera proteínas estruturais e não estruturais para sua replicação. Dentre estas proteases, as chamadas Proteases Líderes ou “Leader Proteases” (Lbpro) apresentam destacada importância na biologia do vírus, uma vez que estão relacionadas com o processamento, a maturação e a replicação viral. A Lbpro é uma cisteíno-peptidase, e, portanto, o grupo tiol da císteína de seu sítio catalítico é alvo para sua inibição quando se utilizam compostos capazes de reagir com esse grupo funcional. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e caracterizar inibidores que possuem o átomo de telúrio como agente central contra a atividade proteolítica de Lbpro. Para isso, realizamos ensaios cinéticos de inibição da atividade desta enzima usando uma biblioteca de compostos derivados de telúrio orgânicos estruturalmente diferentes capazes de inibir as peptidases cisteína através da formação de ligação covalente entre o átomo de telúrio multivalência e o grupo tiol catalítico livre de Lbpro. A especificidade de Lbpro pelos inibidores foi medida pelo ensaio comparativo usando a cisteína-peptidase papaína como referência. Nossos resultados indicam que os melhores inibidores da Lbpro foram compostos maiores no qual o átomo de telúrio encontrava-se em uma posição central na molécula permitindo uma maior interação com o sítio catalítico da Lbpro devido a simetria de encaixe destes inibidores, em contraste com a seletividade à papaína. Desta forma, tais inibidores de cisteína-proteases no sítio ativo são promissores para avaliar as especificidade e características de inibição que são singulares para Lbpro e direcionar a síntese de inibidores mais seletivos.
A febre aftosa, ou “foot-and-mouth disease” (FMD), é uma doença viral altamente contagiosa que infecta bovinos, caprinos, ovinos e suínos, raramente afetando seres humanos. A prevalência desta doença afeta diretamente a economia de muitos países, incluindo o Brasil, uma vez que o comércio internacional de alimentos de origem animal é controlado através de rígidas regulações fitossanitárias. Atualmente a febre aftosa não possui tratamento, e a principal medida profilática é a utilização de vacinas. Seu agente etiológico é um vírus de RNA da família Picornaviridae, cujo RNA é traduzido em uma única poliproteína que, mediante processamento por proteases específicas codificadas pelo próprio vírus, libera proteínas estruturais e não estruturais para sua replicação. Dentre estas proteases, as chamadas Proteases Líderes ou “Leader Proteases” (Lbpro) apresentam destacada importância na biologia do vírus, uma vez que estão relacionadas com o processamento, a maturação e a replicação viral. A Lbpro é uma cisteíno-peptidase, e, portanto, o grupo tiol da císteína de seu sítio catalítico é alvo para sua inibição quando se utilizam compostos capazes de reagir com esse grupo funcional. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e caracterizar inibidores que possuem o átomo de telúrio como agente central contra a atividade proteolítica de Lbpro. Para isso, realizamos ensaios cinéticos de inibição da atividade desta enzima usando uma biblioteca de compostos derivados de telúrio orgânicos estruturalmente diferentes capazes de inibir as peptidases cisteína através da formação de ligação covalente entre o átomo de telúrio multivalência e o grupo tiol catalítico livre de Lbpro. A especificidade de Lbpro pelos inibidores foi medida pelo ensaio comparativo usando a cisteína-peptidase papaína como referência. Nossos resultados indicam que os melhores inibidores da Lbpro foram compostos maiores no qual o átomo de telúrio encontrava-se em uma posição central na molécula permitindo uma maior interação com o sítio catalítico da Lbpro devido a simetria de encaixe destes inibidores, em contraste com a seletividade à papaína. Desta forma, tais inibidores de cisteína-proteases no sítio ativo são promissores para avaliar as especificidade e características de inibição que são singulares para Lbpro e direcionar a síntese de inibidores mais seletivos.
Descrição
Citação
SANTOS JUNIOR, Gilberto Alves. Estudo de inibição da leader protease Lbpro via ligação do grupo tiol usando teluretos orgânicos. 2019. 45f. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.