ARAÚJO, S. X. B. Virtual screening de possíveis inibidores da trans-enoil-ACP-redutase de Mycobacterium tuberculosis. 2013. 130 F. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013 / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-28T20:10:04Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_sxbaraujo.pdf: 3669672 bytes, checksum: bc41b0086c3cf3c170bb2831b63361b6 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-29T19:57:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_sxbaraujo.pdf: 3669672 bytes, checksum: bc41b0086c3cf3c170bb2831b63361b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T19:57:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_sxbaraujo.pdf: 3669672 bytes, checksum: bc41b0086c3cf3c170bb2831b63361b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Tuberculosis is found among the main causes of mortality in the World, although is a neglected disease since it is endemic in developing countries. The main route of therapy of tuberculosis is the inhibition of InhA, enzyme that catalyses the production of mycolic acids, which is a component of bacillus cellular wall. This reaction also is the main point of resistance against TB drugs. In this work proposed the study of InhA enzyme, working specifically in silico modeling of enzyme-ligant interactions. These ligands distinguish themselves between two distinct libraries, one of them containing organic compounds selected by its structural similarity with the enzyme substrate, NADH. Due in vitro and orally activity in murine model against tuberculosis exhibited by the compound pentacianoisoniazideferrate (II), another library, containing the pentacianoferrate II moiety bind to an auxiliary ligand studied against que InhA target. The essays realized using ligand rigid and flexible docking both, although the protein always considered rigid. Both essays had acceptable correlation within its results, regardless the scoring function used. The leading inhibitors structures had in common a high stabilization of ligand-enzyme complex due hydrophobic interactions, something expected due polarity of the enzyme binding site. / A tuberculose é uma das principais causas de mortalidade no mundo, porém é uma doença negligenciada por ser endêmica de países em desenvolvimento. Um dos principais pontos de tratamento da tuberculose é a morte do bacilo causador, o Mycobacterium tuberculosis, através da interrupção da produção de ácidos micólicos, componentes da parede celular do bacilo, usando como um dos alvos a enzima InhA, porém esta rota também é a principal causa de resistência. O presente trabalho se propõe a estudar a enzima InhA, realizando modelagens in silico de interações entre a enzima e ligantes selecionados. Os ligantes estudados fazem parte de duas bibliotecas distintas, sendo uma de compostos orgânicos selecionados por sua similaridade com o substrato da enzima. A outra biblioteca é composta de complexos metálicos com o núcleo pentacianoferrato, variando-se o ligante auxiliar. A justificativa para esta classe de compostos ser utilizada se dá pelo fato de o complexo pentacianoisoniazidaferato (II) ter apresentado atividade anti-tuberculose tanto in vitro como por via oral em ratos. Os ensaios de docking foram realizados utilizando-se duas abordagens, uma completamente rígida e outra em que a proteína era rígida e o ligante era flexível. Ambos os ensaios apresentaram boa correlação entre os seus resultados, independentemente da função de avaliação utilizada. Observou-se que as melhores estruturas em termos de inibição possuíam uma quantidade razoável de interações hidrofóbicas, de modo a manterem-se estáveis no sítio de ligação da enzima que possui baixa polaridade.

Submitted by Mayara Nascimento (mayara.nascimento@ufba.br) on 2017-05-31T11:34:12Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-everton-mendonca Copy.pdf: 756322 bytes, checksum: 010382d1618c37e3db7570c6c156e7fa (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-02T14:02:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao-everton-mendonca Copy.pdf: 756322 bytes, checksum: 010382d1618c37e3db7570c6c156e7fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T14:02:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao-everton-mendonca Copy.pdf: 756322 bytes, checksum: 010382d1618c37e3db7570c6c156e7fa (MD5) / A Triagem Virtual é uma metodologia computacional de busca de novos fármacos que verifica a interação entre moléculas (ligantes) e alvos macromoleculares. Este trabalho Objetivou a adaptação de uma ferramenta de Triagem Virtual para arquiteturas paralelas com GPUs e multicore e avaliação dos seus resultados, buscando com isso aumentar o desempenho da triagem, reduzindo seu tempo de execução e, consequentemente, permitindo a escalabilidade do número de moléculas envolvidas no processo. A ferramenta escolhida Para este propósito foi o Autodock devido a sua ampla adoção dentre os pesquisadores de novos fármacos que utilizam a Triagem Virtual. Três implementações foram criadas abordando diferentes técnicas de paralelismo. A primeira foi uma versão multicore onde foi utilizado OpenMP, a segunda foi uma implementação em GPUs utilizando CUDA e porém, foi criada uma implementação híbrida utilizando a versão multicore e a versão para GPUs em conjunto. Em todas as abordagens foram alcançados bons resultados em relação ao tempo de execução total, porém a versão híbrida foi a que obteve os melhores resultados. A versão multicore alcançou speedups, ou ganhos de desempenho, da ordem de 10 vezes. A versão para GPUs alcançou speedups da ordem de 28 vezes e a híbrida de 85 vezes. Com estes resultados foi possível determinar que o uso de plataformas de execução paralelas podem, efetivamente, melhorar o desempenho Triagem Virtual.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3647209 bytes, checksum: 81958edf98d4313e2ae3aa3c72799243 (MD5) Previous issue date: 2011-10-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Leishmaniases are a group of diseases caused by protozoans of the Leishmania sp. genus. whose vector are the sandflies. These diseases are characterized by lesions in the skin and mucous tissues which can severely impair and deform the patient, without killing them. Leishmaniases, however, can evolve to more severe forms and attack internal organs, particularly the spleen and liver. In their final stages of progression, leishmaniases can be fatal. The treatment of leishmanioses is carried out mainly with the pentavalent antimonials (remarkably sodium stibogluconate and meglumine antimoniate) as first choice drugs, assisted by other antibiotics (anfothericin B, paromomycin and pentamidine) as second line therapeutic agents. These therapeutical options, however, suffer with a number of problems with severe side effects, high costs, the appearance of parasite resistent strains or any combination of these factors. Because of these facts, we have evaluated methods to estimate the free energy variation of interaction between ligands and medically interesting enzymes (Trypanothione Reductase, Pharnesyl Pyrophosphate Synthase and Dihydro Orotate Dehydrogenase) for which there are no theoretical works in this sense. We have also suggested, based on the method that performed better in the tests, those ligands which seem promising. We have evaluated the possibility of replacing the conventional molecular docking, in studies of virtual screening, with free energy estimation calculations done with the MMGBSA (Molecular Dynamics, Generalized Born, Solvent Accessibility) methodology applied to a single minimzed geometry of the solvated ligand-enzyme complex. The role of computation in graphics boards processors, time economy, accuracy of afinity values and the overall capacity of the methods to point out the good ligands were analysed and discussed. / As leishmanioses são um conjunto de doenças provocadas por protozoários do gênero Leishmania sp. cujo vetor é o mosquito-palha. Elas se caracterizam por lesões na pele e nas mucosas que podem deformar severamente os portadores, sem matá-los. Contudo, as leishmanioses podem evoluir para formas mais graves que atingem os órgãos internos, particularmente o baço e o fígado. Em seus últimos estágios, as leishmanioses são fatais. O tratamento das leishmanioses é feito sobretudo com antimoniais pentavalentes (notavelmente o estibogluconato de sódio e o antimoniato de meglumina) como fármacos de primeira escolha assistidos por outros antibióticos (anfotericina B, paromomicina e pentamidina) como agentes terapêuticos de segunda escolha. Estas opções de terapêutica, entretanto, sofrem com diversos problemas de efeitos colaterais severos, alto custo, resistência do parasita ou uma combinação qualquer destes fatores. Diante deste fato, nós avaliamos métodos de estimativa da variação de energia livre de interação entre ligantes e enzimas de interesse medicinal (Tripanotiona Redutase, Farnesil Pirofosfato Sintase e Diidroorotato Desidrogenase) para as quais não existem trabalhos teóricos desenvolvidos neste sentido, e sugerimos aqueles que possam vir a se tornarem ligantes promissores. Avaliamos ainda a possibilidade de substituir o docking molecular convencional, em estudos de triagem virtual, pelo cálculo de estimativa da energia livre feita pela metodologia MMGBSA (Molecular Dynamics, Generalized Born, Solvent Accessibility) aplicada a uma única estrutura minimizada do complexo enzima-ligante solvatado. O papel da tecnologia de cálculos em placas gráficas, considerações sobre economia de tempo, exatidão dos valores de afinidade e da capacidade geral dos métodos de apontar bons ligantes foram analisadas e discutidas.

A Apis mellifera é um inseto pertencente à ordem Himenóptera, família Apidae, possui ocorrência cosmopolita e grande importância ecológica, econômica e médica. As subespécies hibridas que ocorrem no Brasil possuem características predominantemente africanas e passaram a ser conhecidas como abelhas africanizadas. As principais características das abelhas africanizadas são o comportamento agressivo, boa resistência a doenças, alta produção de mel e o aumento da frequência de enxameamentos, que tem causado preocupação por estar acompanhado, de aumento no número de acidentes. A agressividade e o aumento da frequência do exameamento fazem com que elas estejam repetidamente envolvidas em ataques massivos a humanos e animais, tornando esse tipo de envenenamento um problema de saúde pública. A busca de tratamento para o envenenamento tem sido alvo de diversas pesquisas. De uma forma geral, os tratamentos atuam sobre os efeitos causados pelo veneno (medicamentos) ou sobre os componentes do veneno (soros e inibidores). Os principais componentes do veneno são a fosfolipase A2 (PLA2) e a melitina. A PLA2 é uma das principais proteínas do veneno, que degrada a membrana plasmática das células e tem o seu efeito potencializado pela presença da melitina. A PLA2 da Apis mellifera possui a estrutura protéica determinada e sítio ativo identificado. Essas características qualificam a PLA2 como potencial alvo de estudos de planejamento de fármacos. A estratégia de planejamento de fármacos tem como objetivo acelerar o processo de identificação de ligantes, contribuindo para o processo da descoberta de fármacos. Este trabalho teve como objetivo identificar in silico potenciais inibidores contra a PLA2 de Apis mellifera, avaliar in vitro e in vivo a potencial atividade inibitória dos compostos selecionados e identificar a citotoxicidade in vitro dos compostos. A estrutura da PLA2 foi obtida da base de dados (PDB) e a busca de compostos feita das bibliotecas Maybridge e Chembridge. A triagem virtual foi realizada com o auxilio do programa GOLD. Os compostos identificados (22 da Maybridge e 68 da Chembridge) pelos programas GOLD foram filtrados com o uso das ferramentas computacionais para seleção dos compostos com melhores interações no sítio ativo. Os parâmetros utilizados como filtros foram as análises das ligações químicas e os campos de interação molecular. Os compostos selecionados (20 da Maybridge e 29 da Chembridge) foram submetidos a um grupo de programas computacionais para predição de características físico-químicas (drug-like), toxicidade e atividade biológica dos ligantes. Os resultados das predições sugeriram que os compostos da Chembridge fossem utilizados nas análises experimentais. Os compostos da biblioteca Chembridge foram adquiridos (29 do total de 49 compostos). Os compostos tiveram as suas potenciais atividades inibitórias avaliadas in vitro e in vivo. A atividade fosfolipásica foi avaliada para os 29 compostos e 11 apresentaram atividade inibitória contra PLA2. Os 11 compostos foram avaliados in vivo com o experimento de indução de edema e 5 compostos conseguiram reduzir o edema. Os compostos foram avaliados em relação a citoxicidade que poderiam causar. A citotoxicidade in vitro foi calculada para 3 compostos dos 5 inibidores obtidos. O resultado do experimento identificou 2 compostos como citotóxicos e 1 com menor citotoxicidade. Apesar da citotoxicidade identificada, mais estudos devem ser realizados para determinar a concentração inibitória não tóxica. Portanto, o trabalho identificou 5 potenciais inibidores específicos contra a PLA2 de Apis mellifera. / Apis mellifera is an insect belonging to the order Hymenoptera , Apidae family , has cosmopolitan occurrence and major ecological , economic, and medical . The hybrid subspecies that occur in Brazil have predominantly African features and came to be known as Africanized bees . The main characteristics of Africanized bees are aggressive behavior , good disease resistance, high honey production and increased frequency of enxameamentos , which has caused concern to be monitored , the increase in the number of accidents . The aggressiveness and increased frequency of exameamento cause they are repeatedly involved in massive human and animal attacks , making this kind of poisoning a problem of public health. The search for treatments for poisoning has been the subject of several studies . In general , treatments act on the effects caused by poison ( drug ), or the components of poison ( sera and inhibitors) . The main components of the venom are A2 ( PLA2 ) and phospholipase melittin . PLA2 is a major venom proteins , which degrades the plasma membrane of the cells and its effect is potentiated by the presence of melittin . The Apis mellifera PLA2 has determined the protein structure and active site identified . These characteristics qualify PLA2 as a potential target for drug design studies . The strategy for drug design aims to accelerate the identification of ligands , contributing to the process of drug discovery . This study aimed to identify in silico potential inhibitors of PLA2 Apis mellifera , in vitro and in vivo the potential inhibitory activity of selected compounds and identify the in vitro cytotoxicity of the compounds . The structure of PLA2 was obtained from the database (PDB ) and the search for compounds made from Maybridge Chembridge and libraries. The virtual screening was done with the aid of the GOLD program. The identified compounds ( 22 and 68 of the Maybridge Chembridge ) by GOLD programs were filtered with the use of computational tools for the selection of compounds with better interactions in the active site . The parameters used were as filters analyzes of chemical bonds and the fields of molecular interaction. The selected compounds ( 20 and 29 of the Maybridge Chembridge ) were submitted to a group of computer programs for the prediction of physico- chemical characteristics ( drug -like) , toxicity and biological activity of the ligands . The results of the predictions suggest that the compounds of Chembridge were used in experimental analysis . The compounds were obtained from Chembridge library (29 of 49 compounds). The compounds had their potential inhibitory activity evaluated in vitro and in vivo . The phospholipase activity was assessed for compounds 29 and 11 showed inhibitory activity against PLA2 . The 11 compounds were evaluated in vivo experiment with the induction of edema and 5 compounds were able to reduce edema . The compounds were evaluated for cytotoxicity that could cause . The in vitro cytotoxicity was calculated for three of the compounds obtained 5 inhibitors . The result of the experiment identified as cytotoxic compounds 2 and 1 with lower cytotoxicity . Despite the cytotoxicity identified , further studies should be conducted to determine the non-toxic inhibitory concentration . Therefore, the study identified 5 potential specific inhibitors of PLA2 Apis mellifera.

As doenças tropicais negligenciadas, que atingem as populações mais carentes do mundo, representam em termos humanitários e socioeconômicos uma grande preocupação global. As tripanossomíases estão entre as doenças parasitárias mais importantes, e, particularmente, a tripanossomíase africana, ou doença do sono, destaca-se como uma grave condição de saúde, causada pelo parasita unicelular Trypanosoma brucei. Dentre os principais alvos metabólicos considerados para o desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento das tripanossomíases, a glicólise recebe especial atenção em função de seu papel vital no processo de produção de ATP para o parasita que vive na corrente sanguínea. Esta tese de doutorado tem como objetivo identificar novos candidatos a inibidores da enzima aldolase (EC 4.1.2.13) da via glicolítica de T. brucei. Considerando-se que o alvo macromolecular em questão é validado para o planejamento de fármacos, inibidores desta enzima são candidatos a novos agentes quimioterápicos. Este trabalho explora a integração de métodos experimentais e computacionais através de estratégias de planejamento de fármacos baseado na estrutura do receptor (SBDD, na sigla inglesa para structure-based drug design) e na estrutura do ligante (LBDD, na sigla inglesa para ligand-based drug design) para a identificação de inibidores da enzima alvo. Foram produzidos resultados significativos, tais como a identificação através de triagens virtuais em larga escala de novas moléculas capazes de inibir a atividade da aldolase. Adicionalmente, destaca-se a obtenção de protocolos de expressão, purificação e cristalização para a enzima alvo. Como parte da estratégia de identificação de novos inibidores da aldolase, foram desenvolvidos modelos de QSAR 2D e 3D e estudos de dinâmica molecular. / Neglected tropical diseases, which affect the poorest populations across the developing world, are a major global concern. The trypanosomiases are amongst the most serious neglected tropical diseases, and particularly, African trypanosomiasis (sleeping sickness), caused by the unicellular parasite Trypanosoma brucei, appears as a fatal condition. The glycolytic pathway emerges as a promising target among the metabolic pathways for the development of new drugs, due to its essential role in the ATP generating process in the bloodstream form of the parasite. The goal of this work is to identify new inhibitors for the glycolytic enzyme aldolase (EC 4.1.2.13) from Trypanosoma brucei. Inhibitors of this enzyme are drug candidates with high potential for clinical development, as the respective target enzyme was validated as a molecular target for the therapy of trypanosomiasis. The strategy employed in this study includes the integration of SBDD (structure-based drug design) and LBDD, (ligand-based drug design) for the identification of inhibitors of the target enzyme, through the combination of computational and experimental methodologies. Significant results were obtained, such as the identification of new small molecule inhibitors of the aldolase enzyme through high-throughput virtual screening. Additionally, it is highlighted the standardization of expression, purification and crystallization protocols for the target enzyme. As a component of the strategy for the identification of novel aldolase inhibitors, 2D and 3D QSAR models were developed, as well as molecular dynamics studies.

A doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa progressiva, caracterizada pela perda de neurônios corticais e subcorticais. Padrões patológicos da doença de Alzheimer incluem a presença de lesões neurofibrilares que consistem no acúmulo da proteína ?- amilóide e dos emaranhados neurofibrilares, decorrentes da hiperfosforilação da proteína Tau. Apenas dois grupos principais de fármacos são utilizados para o tratamento da DA, os inibidores colinesterásicos e antagonistas do receptor N-metil-D-aspartato. Entretanto, a fosforilação de proteínas pelas proteínas cinases constituem um dos principais mecanismos pelos quais as células se utilizam para regular seu metabolismo e demais funções e desequilíbrios nestas atividades estão relacionados a uma infinidade de doenças. O número elevado de isoformas de proteínas cinases 1 (CK1) encontradas na DA e sua associação em marcadores de lesões neurodegenerativas indicam sua participação nas etapas finais da degeneração, comum tanto à DA quanto a outras desordens neurodegenerativas. A abordagem da proteína CK1 como alvo terapêutico para a DA é promissora uma vez que os compostos usuais utilizados para diminuir a produção de ?-amilóide também bloqueiam a quebra de outras proteínas, causando graves efeitos colaterais. Cada vez mais as ferramentas de bioinformática vêm sendo utilizadas como auxílio na redução de custos e tempo para as pesquisas. Dentre estas técnicas destaca-se a triagem virtual, que reúne um conjunto de técnicas utilizadas de forma sequencial com o objetivo de selecionar compostos protótipos para os alvos desejados. Neste trabalho, foram utilizadas técnicas de triagem virtual baseada em ligantes e estrutura, a partir de uma base de 500 mil compostos, selecionando 35 compostos com perfil de atividade inibitória para a enzima CK1. Destes, os compostos 24, 25, 36, 39 41 e 42 apresentaram resultados significativos com relação ao potencial de inibição da enzima CK1?. Entre aqueles que já foram submetidos a ensaios de inibição enzimática, 25 apresentou seletividade para CK1?, com 40% de inibição. Para aqueles compostos com melhor potencial de inibição à concentração de 10 ?M será determinado o IC50 e uma extensa análise dos resultados será realizada futuramente. / Alzheimer\'s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by loss of cortical and subcortical neurons. Pathological patterns of Alzheimer\'s disease include the presence of neurofibrillary lesions consisting of the accumulation of amyloid-? protein and the neurofibrillary tangles, resulting of hyperphosphorylated Tau protein. Only two major groups of drugs are used for treatment of AD, cholinesterase inhibitors and antagonists of Nmethyl- D-aspartate receptor. The phosphorylation of proteins by protein kinases constitute one of the major mechanisms which cells use to regulate their metabolism and imbalances in these activities are related to a series of diseases. The high number of isoforms of protein kinase 1 (CK1) found in AD and its association with neurodegenerative markers of indicate their participation in the final stages of degeneration, common to both AD and other neurodegenerative disorders. The approach of CK1 protein as a therapeutic target for AD is promising as the usual compounds used to reduce the production of amyloid-? also block the breakdown of other proteins, causing severe side effects. Increasingly, bioinformatics tools have been used as an aid in reducing costs and time to research. Among these techniques highlights the virtual screening, which includes a set of techniques used sequentially with the aim of select compounds prototypes for the desired target. Ligand and structure-based virtual screening techniches from a 500 thousand database resulted in 35 selected with inhibitory profile for CK1 enzyme were used in this study. The compounds 24, 25, 36, 39 41 and 42 had significan potential for CK1? enzyme inhibition. Among those submitted to enzyme inhibition assays, compound 25 showed selectivity for CK1? , with 40 % inhibition. For those compounds with the best inhibitory concentration at 10 mM and the IC50 will be given an extensive analysis of the results will be held in the future .

Orientador: Káthia Maria Honório / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2013

A doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa progressiva, caracterizada pela perda de neurônios corticais e subcorticais. Padrões patológicos da doença de Alzheimer incluem a presença de lesões neurofibrilares que consistem no acúmulo da proteína ?- amilóide e dos emaranhados neurofibrilares, decorrentes da hiperfosforilação da proteína Tau. Apenas dois grupos principais de fármacos são utilizados para o tratamento da DA, os inibidores colinesterásicos e antagonistas do receptor N-metil-D-aspartato. Entretanto, a fosforilação de proteínas pelas proteínas cinases constituem um dos principais mecanismos pelos quais as células se utilizam para regular seu metabolismo e demais funções e desequilíbrios nestas atividades estão relacionados a uma infinidade de doenças. O número elevado de isoformas de proteínas cinases 1 (CK1) encontradas na DA e sua associação em marcadores de lesões neurodegenerativas indicam sua participação nas etapas finais da degeneração, comum tanto à DA quanto a outras desordens neurodegenerativas. A abordagem da proteína CK1 como alvo terapêutico para a DA é promissora uma vez que os compostos usuais utilizados para diminuir a produção de ?-amilóide também bloqueiam a quebra de outras proteínas, causando graves efeitos colaterais. Cada vez mais as ferramentas de bioinformática vêm sendo utilizadas como auxílio na redução de custos e tempo para as pesquisas. Dentre estas técnicas destaca-se a triagem virtual, que reúne um conjunto de técnicas utilizadas de forma sequencial com o objetivo de selecionar compostos protótipos para os alvos desejados. Neste trabalho, foram utilizadas técnicas de triagem virtual baseada em ligantes e estrutura, a partir de uma base de 500 mil compostos, selecionando 35 compostos com perfil de atividade inibitória para a enzima CK1. Destes, os compostos 24, 25, 36, 39 41 e 42 apresentaram resultados significativos com relação ao potencial de inibição da enzima CK1?. Entre aqueles que já foram submetidos a ensaios de inibição enzimática, 25 apresentou seletividade para CK1?, com 40% de inibição. Para aqueles compostos com melhor potencial de inibição à concentração de 10 ?M será determinado o IC50 e uma extensa análise dos resultados será realizada futuramente. / Alzheimer\'s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by loss of cortical and subcortical neurons. Pathological patterns of Alzheimer\'s disease include the presence of neurofibrillary lesions consisting of the accumulation of amyloid-? protein and the neurofibrillary tangles, resulting of hyperphosphorylated Tau protein. Only two major groups of drugs are used for treatment of AD, cholinesterase inhibitors and antagonists of Nmethyl- D-aspartate receptor. The phosphorylation of proteins by protein kinases constitute one of the major mechanisms which cells use to regulate their metabolism and imbalances in these activities are related to a series of diseases. The high number of isoforms of protein kinase 1 (CK1) found in AD and its association with neurodegenerative markers of indicate their participation in the final stages of degeneration, common to both AD and other neurodegenerative disorders. The approach of CK1 protein as a therapeutic target for AD is promising as the usual compounds used to reduce the production of amyloid-? also block the breakdown of other proteins, causing severe side effects. Increasingly, bioinformatics tools have been used as an aid in reducing costs and time to research. Among these techniques highlights the virtual screening, which includes a set of techniques used sequentially with the aim of select compounds prototypes for the desired target. Ligand and structure-based virtual screening techniches from a 500 thousand database resulted in 35 selected with inhibitory profile for CK1 enzyme were used in this study. The compounds 24, 25, 36, 39 41 and 42 had significan potential for CK1? enzyme inhibition. Among those submitted to enzyme inhibition assays, compound 25 showed selectivity for CK1? , with 40 % inhibition. For those compounds with the best inhibitory concentration at 10 mM and the IC50 will be given an extensive analysis of the results will be held in the future .

As doenças tropicais negligenciadas, que atingem as populações mais carentes do mundo, representam em termos humanitários e socioeconômicos uma grande preocupação global. As tripanossomíases estão entre as doenças parasitárias mais importantes, e, particularmente, a tripanossomíase africana, ou doença do sono, destaca-se como uma grave condição de saúde, causada pelo parasita unicelular Trypanosoma brucei. Dentre os principais alvos metabólicos considerados para o desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento das tripanossomíases, a glicólise recebe especial atenção em função de seu papel vital no processo de produção de ATP para o parasita que vive na corrente sanguínea. Esta tese de doutorado tem como objetivo identificar novos candidatos a inibidores da enzima aldolase (EC 4.1.2.13) da via glicolítica de T. brucei. Considerando-se que o alvo macromolecular em questão é validado para o planejamento de fármacos, inibidores desta enzima são candidatos a novos agentes quimioterápicos. Este trabalho explora a integração de métodos experimentais e computacionais através de estratégias de planejamento de fármacos baseado na estrutura do receptor (SBDD, na sigla inglesa para structure-based drug design) e na estrutura do ligante (LBDD, na sigla inglesa para ligand-based drug design) para a identificação de inibidores da enzima alvo. Foram produzidos resultados significativos, tais como a identificação através de triagens virtuais em larga escala de novas moléculas capazes de inibir a atividade da aldolase. Adicionalmente, destaca-se a obtenção de protocolos de expressão, purificação e cristalização para a enzima alvo. Como parte da estratégia de identificação de novos inibidores da aldolase, foram desenvolvidos modelos de QSAR 2D e 3D e estudos de dinâmica molecular. / Neglected tropical diseases, which affect the poorest populations across the developing world, are a major global concern. The trypanosomiases are amongst the most serious neglected tropical diseases, and particularly, African trypanosomiasis (sleeping sickness), caused by the unicellular parasite Trypanosoma brucei, appears as a fatal condition. The glycolytic pathway emerges as a promising target among the metabolic pathways for the development of new drugs, due to its essential role in the ATP generating process in the bloodstream form of the parasite. The goal of this work is to identify new inhibitors for the glycolytic enzyme aldolase (EC 4.1.2.13) from Trypanosoma brucei. Inhibitors of this enzyme are drug candidates with high potential for clinical development, as the respective target enzyme was validated as a molecular target for the therapy of trypanosomiasis. The strategy employed in this study includes the integration of SBDD (structure-based drug design) and LBDD, (ligand-based drug design) for the identification of inhibitors of the target enzyme, through the combination of computational and experimental methodologies. Significant results were obtained, such as the identification of new small molecule inhibitors of the aldolase enzyme through high-throughput virtual screening. Additionally, it is highlighted the standardization of expression, purification and crystallization protocols for the target enzyme. As a component of the strategy for the identification of novel aldolase inhibitors, 2D and 3D QSAR models were developed, as well as molecular dynamics studies.

A Apis mellifera é um inseto pertencente à ordem Himenóptera, família Apidae, possui ocorrência cosmopolita e grande importância ecológica, econômica e médica. As subespécies hibridas que ocorrem no Brasil possuem características predominantemente africanas e passaram a ser conhecidas como abelhas africanizadas. As principais características das abelhas africanizadas são o comportamento agressivo, boa resistência a doenças, alta produção de mel e o aumento da frequência de enxameamentos, que tem causado preocupação por estar acompanhado, de aumento no número de acidentes. A agressividade e o aumento da frequência do exameamento fazem com que elas estejam repetidamente envolvidas em ataques massivos a humanos e animais, tornando esse tipo de envenenamento um problema de saúde pública. A busca de tratamento para o envenenamento tem sido alvo de diversas pesquisas. De uma forma geral, os tratamentos atuam sobre os efeitos causados pelo veneno (medicamentos) ou sobre os componentes do veneno (soros e inibidores). Os principais componentes do veneno são a fosfolipase A2 (PLA2) e a melitina. A PLA2 é uma das principais proteínas do veneno, que degrada a membrana plasmática das células e tem o seu efeito potencializado pela presença da melitina. A PLA2 da Apis mellifera possui a estrutura protéica determinada e sítio ativo identificado. Essas características qualificam a PLA2 como potencial alvo de estudos de planejamento de fármacos. A estratégia de planejamento de fármacos tem como objetivo acelerar o processo de identificação de ligantes, contribuindo para o processo da descoberta de fármacos. Este trabalho teve como objetivo identificar in silico potenciais inibidores contra a PLA2 de Apis mellifera, avaliar in vitro e in vivo a potencial atividade inibitória dos compostos selecionados e identificar a citotoxicidade in vitro dos compostos. A estrutura da PLA2 foi obtida da base de dados (PDB) e a busca de compostos feita das bibliotecas Maybridge e Chembridge. A triagem virtual foi realizada com o auxilio do programa GOLD. Os compostos identificados (22 da Maybridge e 68 da Chembridge) pelos programas GOLD foram filtrados com o uso das ferramentas computacionais para seleção dos compostos com melhores interações no sítio ativo. Os parâmetros utilizados como filtros foram as análises das ligações químicas e os campos de interação molecular. Os compostos selecionados (20 da Maybridge e 29 da Chembridge) foram submetidos a um grupo de programas computacionais para predição de características físico-químicas (drug-like), toxicidade e atividade biológica dos ligantes. Os resultados das predições sugeriram que os compostos da Chembridge fossem utilizados nas análises experimentais. Os compostos da biblioteca Chembridge foram adquiridos (29 do total de 49 compostos). Os compostos tiveram as suas potenciais atividades inibitórias avaliadas in vitro e in vivo. A atividade fosfolipásica foi avaliada para os 29 compostos e 11 apresentaram atividade inibitória contra PLA2. Os 11 compostos foram avaliados in vivo com o experimento de indução de edema e 5 compostos conseguiram reduzir o edema. Os compostos foram avaliados em relação a citoxicidade que poderiam causar. A citotoxicidade in vitro foi calculada para 3 compostos dos 5 inibidores obtidos. O resultado do experimento identificou 2 compostos como citotóxicos e 1 com menor citotoxicidade. Apesar da citotoxicidade identificada, mais estudos devem ser realizados para determinar a concentração inibitória não tóxica. Portanto, o trabalho identificou 5 potenciais inibidores específicos contra a PLA2 de Apis mellifera. / Apis mellifera is an insect belonging to the order Hymenoptera , Apidae family , has cosmopolitan occurrence and major ecological , economic, and medical . The hybrid subspecies that occur in Brazil have predominantly African features and came to be known as Africanized bees . The main characteristics of Africanized bees are aggressive behavior , good disease resistance, high honey production and increased frequency of enxameamentos , which has caused concern to be monitored , the increase in the number of accidents . The aggressiveness and increased frequency of exameamento cause they are repeatedly involved in massive human and animal attacks , making this kind of poisoning a problem of public health. The search for treatments for poisoning has been the subject of several studies . In general , treatments act on the effects caused by poison ( drug ), or the components of poison ( sera and inhibitors) . The main components of the venom are A2 ( PLA2 ) and phospholipase melittin . PLA2 is a major venom proteins , which degrades the plasma membrane of the cells and its effect is potentiated by the presence of melittin . The Apis mellifera PLA2 has determined the protein structure and active site identified . These characteristics qualify PLA2 as a potential target for drug design studies . The strategy for drug design aims to accelerate the identification of ligands , contributing to the process of drug discovery . This study aimed to identify in silico potential inhibitors of PLA2 Apis mellifera , in vitro and in vivo the potential inhibitory activity of selected compounds and identify the in vitro cytotoxicity of the compounds . The structure of PLA2 was obtained from the database (PDB ) and the search for compounds made from Maybridge Chembridge and libraries. The virtual screening was done with the aid of the GOLD program. The identified compounds ( 22 and 68 of the Maybridge Chembridge ) by GOLD programs were filtered with the use of computational tools for the selection of compounds with better interactions in the active site . The parameters used were as filters analyzes of chemical bonds and the fields of molecular interaction. The selected compounds ( 20 and 29 of the Maybridge Chembridge ) were submitted to a group of computer programs for the prediction of physico- chemical characteristics ( drug -like) , toxicity and biological activity of the ligands . The results of the predictions suggest that the compounds of Chembridge were used in experimental analysis . The compounds were obtained from Chembridge library (29 of 49 compounds). The compounds had their potential inhibitory activity evaluated in vitro and in vivo . The phospholipase activity was assessed for compounds 29 and 11 showed inhibitory activity against PLA2 . The 11 compounds were evaluated in vivo experiment with the induction of edema and 5 compounds were able to reduce edema . The compounds were evaluated for cytotoxicity that could cause . The in vitro cytotoxicity was calculated for three of the compounds obtained 5 inhibitors . The result of the experiment identified as cytotoxic compounds 2 and 1 with lower cytotoxicity . Despite the cytotoxicity identified , further studies should be conducted to determine the non-toxic inhibitory concentration . Therefore, the study identified 5 potential specific inhibitors of PLA2 Apis mellifera.