As enzimas desempenham papel fisiológico fundamental nos organismos, seja em condições normais e patológicas, o que as tornam atrativos alvos para intervenções terapêuticas. Pequenas moléculas capazes de inibir enzimas alvos são utilizadas para o tratamento de diversas doenças inflamatórias, câncer, AIDS, entre outras. Contudo, a identificação de pequenas moléculas inibidores ainda é uma etapa limitante no desenvolvimento de fármacos. Nesse contexto, o aprimoramento e novos ensaios robustos e confiáveis para acelerar a descoberta e a caracterização de novos inibidores é de extrema relevância. Nesta tese apresentamos o desenvolvimento de apropriados métodos para a quantificação direta da atividade das enzimas alvos Nucleosídeo Difosfato Quinase B (NDKb), humana (NME2) e de Leishmania major (LmNDKb), livres em solução ou imobilizadas em colunas capilares (ICER). A separação dos produtos e substratos da reação foi realizada por cromatografia de par iônico, que possibilitou a quantificação direta da atividade enzimática da NDKb livre em solução, método 1D-LC-UV. Já para a quantificação da atividade das enzimas imobilizadas foi elaborado um método on-line ICER-LC-UV, no qual a reação enzimática do ICER foi transferida à coluna analítica, permitindo a separação e quantificação da atividade de fosfotransferência. Utilizando esses métodos foi possível determinar o pH ótimo e os parâmetros cinéticos das enzimas livres e imobilizadas. Inibidores de NDKb de diferentes potências e mecanismos de ação foram utilizados para modulação do sistema ICER-LC-UV como ensaio de triagem de inibidores. O (-)-Epicatequina galato (ECG) foi utilizado como prova de conceito, para validar a aplicação do método on-line ICER-LC-UV na identificação e caracterização de inibidores para as enzimas alvo NME2 e LmNDKb. Em suma, a quantificação direta associada ao uso de enzimas imobilizadas representa um grande avanço aos métodos consolidados para o monitoramento da atividade enzimática e triagem de inibidores das enzimas alvo. / Enzymes play a key physiological role in organisms, either under normal and pathological conditions, which make them attractive targets for therapeutic interventions. Small molecules capable to inhibit specific target enzymes are used for the treatment of several inflammatory diseases, cancer, AIDS, among others. However, to identify small inhibitory molecules is still a limiting step in drugs discovery. In this context, the improvement and development of robust and reliable novel assays to accelerate the discovery and characterization of new inhibitors have become extremely relevant. This study describes an appropriate direct method to quantify the enzymatic activity of Nucleoside Diphosphate Kinase B (NDKb) from human (NME2) and Leishmania major (LmNDKb). It can be applied to free enzyme in solution or immobilized enzyme into silica capillary (ICER). The separation of both the substrates and products was achieved using ion-pair chromatography, it can be applied to direct quantification of free NDKb activity, method 1D-LC-UV. In order to quantify the activity of the immobilized enzymes, an on-line ICER-LC-UV method was developed. Initially, the enzymatic catalysis occurred into the ICER. Sequentially, the reaction mixture was transferred to an analytical column, where analytes were separated. From this method, it was possible to determine the optimum pH and kinetic parameters for the immobilized enzymes. Well stablished NDKb inhibitors with different strenght and mechanisms of action were used to modulate the on-line ICER-LC-UV method as an inhibitor screening assay. (-)-Epicatechin gallate was used as proof of concept in order to validate the application of the on-line ICER-LC-UV method to identify and characterize the target\'s enzymes NME2 and LmNDKb inhibitors. In summary, the direct quantification method coupled to the immobilized enzymes increases the likelihood of identifying the enzymatic activity and screening of inhibitors of the target enzymes when compared methods well described in the literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-02Bitstream added on 2014-06-13T20:40:48Z : No. of bitstreams: 1 dias_mvb_dr_sjrp.pdf: 1876290 bytes, checksum: 23b7eed3a1969047a218e84730531e7a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A tuberculose representa hoje um dos principais problemas de saúde pública mundial. É estimado que cerca de cem milhões de pessoas sejam infectadas anualmente. Para este grande número de casos, dois fatores têm contribuído significativamente, a resistência da Mycobacterium tuberculosis aos antibióticos existentes e o aumento de casos de co-infecção com HIV. Por isso, é importante o desenvolvimento de novas drogas contra o seu agente causador. Há duas abordagens principais para o desenvolvimento de drogas. Primeiramente pode-se identificar e inibir proteínas que estejam presentes em uma determinada classe de microorganismos, mas não sejam conservadas em humanos, levando a antibióticos de largo espectro, ou ainda pode-se identificar e inibir proteínas de um determinado microorganismo, levando a drogas específicas. Exemplos da primeira abordagem são as enzimas da via do ácido chiquímico e suas ramificações, como a via de síntese de triptofano. A via do ácido chiquímico é responsável pela biossíntese de corismato, que é o precursor comum utilizado na geração de vários compostos aromáticos importantes para sobrevivência da bactéria, entre eles os aminoácidos e co-enzimas; e exemplos da segunda abordagem são enzimas relacionadas com a síntese de ácidos micólicos, que são importantes constituintes da parede celular de micobactérias. O objetivo do presente trabalho foi realizar estudos estruturais de quatro proteínas que são alvos em potencial para o desenvolvimento de drogas contra tuberculose, sendo elas: a Chiquimato quinase e Corisamto sintase, ambas da via do ácido chiquímico; Triptofano sintase, última enzima da via de síntese de triptofano; e a enzima dependente de NADH enoil ACP redutase (InhA), relacionada com a síntese de ácidos micólicos... / Tuberculosis represents today a large problem of world public health. It is estimated that approximately a hundred million people are infected annually. For this large number of cases, two factors have contributed significantly, the resistance of Mycobacterium tuberculosis to existent antibiotics and the increase of the cases of the co-infection with HIV. Therefore, the development of new drugs against its etiologic agent is important. There are two main approaches for the development of drugs. Firstly, proteins of a determined class of microorganism, that are not present in humans, can be identified and inhibited leading to large-spectra antibiotics; or it can identify and inhibit proteins of a determined organism leading to specific drugs. Examples of the first approach are enzymes of the shikimate pathway and its branches, such as the tryptophan synthesis pathway. The shikimate pathway is responsible for biosynthesis of chorismate, it is a common precursor utilized in the production of various important aromatic compounds used in the survival of the bacteria, such as amino acids and coenzymes; an example of the second approach are enzymes related to the synthesis of mycolic acids, they are important constituents of the cellular wall of mycobacteria. The objective of the present work was to perform structural studies of four enzymes that are potential targets to the development of drugs against tuberculosis, such as: shikimate kinase and chorismate synthase, both of the shikimate pathway; tryptophan synthase, last enzyme of the trytophan pathway; and the dependent of NADH enzyme enoyl ACP reductase (InhA) related to the synthesis of mycolic acids. Here, the shikimate kinase structures from M. tuberculosis in complex with ADP and magnesium ion, in the absence of shikimate and the shikimate kinase in complex with ADP and shikimate, in the absence of the magnesium ion, are presented...(Complete abstract click eletronic access below)