Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2325
Tipo do documento: Dissertação
Título: Bioisosterismo aplicado para execução de ancoragem molecular contra alvos essenciais do SARS-CoV-2
Autor: BORBA, João Ricardo Bueno de Morais 
Primeiro orientador: SILVEIRA, Nelson José Freitas da
Primeiro coorientador: VELOSO, Marcia Paranho
Primeiro membro da banca: CANDURI, Fernanda
Segundo membro da banca: AZEVEDO JUNIOR, Walter Filgueira de
Resumo: As cisteíno proteases do SARS-CoV-2, nomeadamente protease principal (Mpro) e papaína (PLpro), são proteínas não-estruturais essenciais devido ao papel que elas possuem na formação do complexo múltiplo enzimático de replicação-transcrição deste microrganismo. Por esse motivo, estas enzimas são alvos extremamente relevantes no âmbito do desenvolvimento de um novo candidato a fármaco que atue no combate à COVID-19. Neste sentido, até o presente momento, o nirmatrelvir é o único fármaco que atua como inibidor covalente de Mpro aprovado por agências reguladoras ao redor do mundo para uso emergencial. Além dele, um segundo fármaco que atua como inibidor não covalente de Mpro, nomeadamente ensitrelvir, foi aprovado para uso emergencial em solos japoneses. Entretanto, uma recente pesquisa publicada por Iketani e colaboradores no início de novembro de 2022, defende que o SARS-CoV-2 pode já ter adquirido resistência tanto ao nirmatrelvir quanto ao ensitrelvir através de várias vias evidenciadas mediante estudos in vitro. Isto posto, pautado pela estratégia do bioisosterismo, o presente trabalho selecionou 126 de um total de 1050 ligantes do banco de dados do DrugBank. Os ligantes escolhidos foram fármacos tanto já aprovados por agências reguladoras quanto em fase de investigações clínicas. Em seguida, 831 derivados por bioisosterismo, alguns dos quais tiveram suas estruturas simplificadas, foram concebidos utilizando-se o software MB-Isoster. Ademais, com base em resultados de IC50 obtidos a partir de experimentos in vitro de outros pesquisadores, tanto para a Mpro quanto para a PLpro , 2 ligantes-controle pertencentes à subclasse de inibidores não covalentes foram escolhidos para cada alvo. Estados de ionização em pH 7,4 foram considerados para todas as moléculas, assim como para as enzimas, e, a seguir, estudos de ancoragem molecular foram conduzidos mediante uso do software AutoDock Vina. Os resultados dos derivados mais promissores, assim como dos seus precursores e dos ligantes- controle, foram analisados utilizando-se os softwares Pymol e Discovery Studio. Por fim, um estudo das propriedades físico-químicas, bem como de aspectos de drogabilidade, tais como alertas estruturais e acessibilidade sintética, e de ADMET, foram efetuados através das plataformas SwissADME e ADMETlab 2.0. Os resultados promissores obtidos com as moléculas DB00549_BI_005, DB04868_BI_003, DB11984_BI_002, DB12364_BI_006 e DB12805_BI_004 devem ser ratificados por estudos de dinâmica molecular, seguidos de ensaios empíricos in vitro e in vivo que ratifiquem os resultados defendidos in silico.
Abstract: SARS-CoV-2 cysteine proteases, namely main protease (Mpro) and papain-like protease (PLpro) are essential non-structural proteins due to their role in the formation of the virus multiple enzymatic replication-transcription complex (RTC). As a result, these functional proteins are extremely relevant targets in the development of a new drug candidate to fight COVID-19. In this sense, to date, nirmatrelvir is the only drug acting as a covalent Mpro inhibitor that has been approved by regulatory agencies around the world for emergency use. In addition, a novel drug, acting as a non-covalent Mpro inhibitor, namely ensitrelvir, has been approved only in Japan for emergency use. However, a recent paper published by Iketani and collaborators in early November 2022 argues that SARS-CoV-2 might have already acquired resistance to nirmaltrevir and ensitrelvir via several pathways evinced through in vitro studies. Based on this fact and guided by the bioisosterism strategy, the present work has selected 126 out of 1050 ligands, including both approved and investigational drugs, from DrugBank website. Subsequently, 831 chemical analogs containing bioisosteres, some of which became structurally simplified, were created using the MB-Isoster software. Also, based on IC50 results generated from in vitro experiments of other researchers, 2 control ligands belonging to the subclass of non-covalent inhibitors were chosen for both Mpro and PLpro. Ionization states at pH 7.4 of all molecules as well as of both enzymes were then applied, and molecular docking simulations were performed using AutoDock Vina. The results of the most promising analogs, as well as of their precursors and control ligands, were analyzed using the Pymol and Discovery Studio programs. Finally, a study of their physicochemical properties, along with aspects of druggability, such as structural alerts and synthetic accessibility, and ADMET profiles were carried out through SwissADME and ADMETlab 2.0 platforms. The promising results obtained with the molecules encoded as DB00549_BI_005, DB04868_BI_003, DB11984_BI_002, DB12364_BI_006 and DB12805_BI_004 must be confirmed by molecular dynamics studies, followed by in vitro and in vivo empirical tests that ratify the advocated in-silico results.
Palavras-chave: Ancoragem Molecular
Bioisosterismo
Cisteíno Proteases
SARS-CoV-2
Área(s) do CNPq: QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: BORBA, João Ricardo Bueno de Morais. Bioisosterismo aplicado para execução de ancoragem molecular contra alvos essenciais do SARS-CoV-2. 2023. 210 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2325
Data de defesa: 11-Jul-2023
Aparece nas coleções:Mestrado

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Dissertação de João Ricardo Bueno de Morais Borba (2).pdf12,68 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.