Estudos de Target Fishing de 5­nitroheterociclo benzidrazidas

Data
2018-06-21
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
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Resumo
Compostos 5­nitroheterociclo benzidrazídicos são moléculas de interesse no desenvolvimento de antiparasitários para doenças negligenciadas, mas que, contudo, ainda são pouco exploradas para outras potencialidades biológicas. Com vistas a encontrar novas aplicações para estes compostos, o trabalho teve como objetivo estudos de modelagem molecular capazes de apontar potenciais alvos macromoleculares do organismo humano, com os quais estes derivados poderiam interagir. Para tanto, empregouse duas abordagens de docking molecular: a direta e a indireta, esta última também conhecida como Target Fishing. Uma série de dezesseis 5­nitroheterociclo benzidrazidas foi empregada. Docking reverso foi realizado empregando­se o programa Pharmmapper. Para cada composto foi gerada uma tabela de potenciais alvos sendo, ao final, tais tabelas comparadas em busca de alvos coincidentes e com valores de z'score significativos. O melhor alvo comum à série foi a Proteína Tirosina Fosfatase 1B que pertence à família das fosfatases PTPs, conhecidas por desfosforilar e controlar a multiplicidade da sinalização em eventos como crescimento, diferenciação, apoptose e movimento celular. A PTP­1B é um regulador negativo na sinalização de insulina e, por isso, atrativo alvo no tratamento de Diabetes tipo II. Os compostos GPQF­07 e ­12 apresentaram os melhores valores de z'score (3,23 e 3,22, respectivamente) e padrão de interação envolvendo oito interações totais sendo cinco interações de hidrogênio, e três hidrofóbicas. Estudos de docking direto foram realizados com o GPQF­07 bem como com o GPQF­38, o qual mostrou valor de z’score negativo e com GPQF­64 que, por sua vez, corresponde ao derivado não substituído e que apresentou z’score menor que 1. Os resultados mostraram que GPQF­07 apresentou padrão de interação com o alvo similar ao revelado nos estudos de docking reverso. Já os GPQF­38 e ­64 ancoraram­se de forma diversa à observada para o ­07. Interações com Asp48 e Arg221 parecem ser significativas para o reconhecimento pela PTP­1B bem como o posicionamento dos anéis aromáticos entre duas regiões hidrofóbicas. Este padrão foi relatado na literatura por COMBS e RAKSE et al. como interações importantes para conferir seletividade e potencial contra a PTP­1B. O mesmo padrão foi observado para GPQF­07 e ­64, enquanto ­38 não apresentou todas estas características. A diferença entre GPQF­07 e ­64 parece estar relacionada com as interações hidrofóbicas. Estes resultados indicam porque GPQF­07 seria um potencial bom ligante da PTP­1B.
5­Nitroheterocyclic benzhydrazides constitute a chemical class of compounds which has been widely explored in searching for new antiparasitic drugs but; however, they have been poorly explored to other therapeutic applications. Aiming to fulfill this lack of information, in this project we employed molecular modeling approaches to find out new potential human macromolecular targets to this class of compounds, which could be explored in the treatment of different human diseases. Molecular reverse docking, also known as Target Fishing, allows finding new macromolecular targets for ligands with known chemical structures by screening pharmacophore data banks. In this work we searched these data banks for new potential targets to sixteen 5­nitroheterocyclic benzhydrazides, through employing the Pharmmapper web­based software. To each compound the results were ranked according to their z’score value as well as compared to find out the common targets to the series. The best common target was the Protein Tyrosine Phosphatase 1B, a protein which belongs to the family of phosphatases PTPs, this protein is responsible for dephosphorylation processes which control several events such as cell growth, differentiation, apoptosis, and movement. PTP­1B is a negative regulator in insulin signaling, therefore, an attractive target in the treatment of Type II Diabetes. GPQF­07 and ­12 presented the best z­score values (3.23 and 3.22, respectively) and interaction pattern involving eight total interactions (five hydrogen bonds and three hydrophobic interactions). Direct docking studies were, then, performed with GPQF­07 and ­ 38, this later presenting a negative z’score value. A non­substituted derivative, the GPQF­64, was also studied through molecular docking to understand the contributions of the substituent to the class behavior. This compound presented z’score<1. GPQF­07 presented interactions with Asp48 and Arg221 as well as positioned its benzene ring between two hydrophobic regions of PTP­1B. These interactions were described by COMBS and RAKSE et al. as important to the recognition by the target and action selectivity. The same interaction pattern was observed with GPQF­64; GPQF­38; however, presented a different conformation within the binding site, lacking one or more of the important interactions. The difference between GPQF­07 and ­64 seems to rely on the hydrophobic interactions within the recognition site. These results are consistent with the findings of Pharmmapper and justify why GPQF­07 was presented as a potential good ligand of PTP­1B.
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