Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr. R. Zachariah, lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Doctoraalscriptie Rotterdam. / Omslagtitel. Lit. opg.: bl. 47-51. - Met een samenvatting in het Engels en Nederlands.

Thesis--Copenhagen. / Summary in Danish. Bibliography: p. 94-108.

Thesis--Copenhagen. / Summary in Danish. Bibliography: p. 94-108.

Doutor -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2001.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000446130-Texto+Completo-0.pdf: 1910036 bytes, checksum: 59d877dc63ef59118f780b6e08cf8f9f (MD5) Previous issue date: 2012 / Tuberculosis remains the most common cause of death due to an infectious agent. Among targets identified in Mycobaterium tuberculosis genome, enzymes of the shikimate pathway deserve special attention. Shikimate kinase is the fifth enzyme of the shikimate pathway, which has been identified in fungi, apicomplexans, plants and prokaryotes. This metabolic route is composed of seven steps, which converts erythrose-4-phosphate and phosphoenol pyruvate to chorismic acid and is responsible for the biosynthesis of aromatic amino acids. Shikimate kinase has been shown to be essential to the survival of Mycobacterium tuberculosis, and since it is absent in human, this enzyme is considered to be a target for chemotherapeutic for development of antitubercular drugs. The aim here is to identify possible inhibitors, focusing on simulations of molecular docking in the ATP-binding site of the enzyme. The program used in the simulations was the Molegro Virtual Docker and protein-ligand interactions were tested in 12 crystallographic structures and then, it was choosen a protocol which generated docking RMSD values below 2 Å. Application of this docking protocol to a decoy dataset generated a enrichment factor of 24. 57, which is considered adequate for molecular docking simulations focused on kinases. The present docking protocol was then applied to a small-molecule database with over 80,000 entries. Analysis of the results identified 5 potencial shikimate kinase inhibitors. Examination of the intermolecular interaction between enzyme and the ligands identified the main structural features responsible for ligand-binding affinity. This is the first molecular docking study focused on the ATP-binding pocket of shikimate kinase. / A Tuberculose continua sendo a causa mais comum de morte em decorrência de um agente infeccioso. Entre os alvos identificados no genoma do Mycobaterium tuberculosis, enzimas da via do chiquimato merecem atenção especial. A chiquimato quinase é a quinta enzima da via do chiquimato, e tem sido identificada em fungos, organismos do filo apicomplexa, plantas e procariontes. Esta via metabólica é composta por sete passos, que catalisam sequencialmente a conversão de eritrose-4-fosfato e fosfoenolpiruvato em corismato; e é responsável pela biossíntese de aminoácidos aromáticos. Chiquimato quinase parece ser essencial para a sobrevivência do Mycobacterium tuberculosis, uma vez que é ausente no homem, esta enzima é considerada como um alvo para o desenvolvimento de quimioterápicos e medicamentos contra a tuberculose. O objetivo é identificar possíveis inibidores, focando as simulações de docking molecular no sítio de ligação do ATP da enzima. O programa usado nas simulações foi o Molegro Virtual Docker e a interação proteína-ligante foi testada em 12 estruturas cristalográficas e logo após, escolhido um protocolo de docking a partir de valores de RMSD abaixo de 2Å. O método foi validado usando o melhor protocolo de re-docking no Virtual Screening através do Fator de Enriquecimento que obteve resultado de 24,57%, que é considerado adequado para as simulações de docking molecular focados em quinases. O presente protocolo de docking foi aplicado em um banco de dados com mais de 80. 000 moléculas. A análise dos resultados identificaram 5 potenciais inibidores da chiquimato quinase. Na análise das interações intermoleculares entre a enzima e os ligantes foram identificadas características estruturais responsáveis pela afinidade da ligação pelo ligante. Este é o primeiro estudo de docking molecular focado no bolsão de ligação do ATP da chiquimato quinase.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000430225-Texto+Completo-0.pdf: 4266902 bytes, checksum: 4436e37d2d21598e8ed023afd34398a2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Tuberculosis (TB) still remains as one of main cause of mortality worldwide due to a single infectious agent, Mycobacterium tuberculosis. The aroK-encoded M. tuberculosis Shikimate Kinase (MtSK), the fifth enzyme of the shikimate pathway, catalyzes phosphate transfer from ATP to the carbon-3 hydroxyl group of shikimate, yielding shikimate 3-phosphate and ADP. Disruption of aroK gene has demonstrated that MtSK is essential for the viability of M. tuberculosis. Here we present purification of MtSK to homogeneity, mass spectrometry analysis, N-terminal amino acid sequencing, and oligomeric state determination of the recombinant protein. Steadystate kinetics, and studies on ligand binding by fluorescence spectroscopy and isothermal titration calorimetry (ITC) suggest that the chemical reaction catalyzed by monomeric MtSK follows a rapid-equilibrium random order of substrate binding, and ordered product release in which shikimate-3-phosphate release is followed by ADP dissociation to yield free enzyme. ITC results showed significant heat changes upon ligand binding to free MtSK enzyme, thereby providing thermodynamic signatures of non-covalent interactions to each binding process. These results provide a better understanding of the mode of action of MtSK that should be useful to guide the rational design of inhibitors of this enzyme that can be further be evaluated as antiTB drugs. / A tuberculose prevalece como uma das principais causas de morte no mundo ocasionadas por um único agente infeccioso, o Mycobacterium tuberculosis. A enzima Chiquimato Quinase (MtSK) codificada pelo gene aroK de M. tuberculosis, quinta enzima da via do chiquimato. catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP para o carbono 3 do grupo hidroxila do chiquimato, formando chiquimato-3-fosfato e ADP. A interrupção do gene aroK demonstrou que a enzima MfSK é essencial para a viabilidade do M. tuberculosis. Neste trabalho, apresentamos a purificação da enzima MtSK até a homogeneidade, análise por espectrometria de massa, sequenciamento de aminoácidos da porção N-Terminal, determinação do estado oligomérico da enzima em solução, cinética em estado estacionário, espectroscopia de fluorescência e calorimetria de titulação isotérmica. Os resultados encontrados sugerem que a reação catalisada pela enzima monomérica MtSK segue um mecanismo em equilíbrio-rápido aleatório para a adição dos substratos e uma liberação ordenada dos produtos, onde a liberação do chiquimato-3-fosfato é seguida pela liberação do ADP, resultando na enzima na sua forma livre. Os resultados de calorimetria demonstraram uma grande diferença de calor gerada na associação da enzima livre aos seus ligantes, revelando assinaturas termodinãmicas de interações não-covalentes para cada processo de ligação. Estes resultados ajudaram a compreender melhor o modo de ação da enzima MtSK e podem subsequentemente serem úteis para guiar o desenho racional de inibidores relacionados a esta enzima e que possam ser avaliados posteriormente como drogas anti-TB.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000439097-Texto+Completo-0.pdf: 7980733 bytes, checksum: af8f6a7fa6a599651957ad5f12054783 (MD5) Previous issue date: 2012 / Tuberculosis continues to be one of the deadliest diseases in the world. The emergence of drug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis, the unbearable side effects of the available drugs and the frequent patient non-compliance in completing the therapy have increased the need for development of new effective agents. We have previously demonstrated a potent in vitro inhibitory activity for two pentacyano(isoniazid)ferrate(II) compounds, namely IQG-607 and IQG-639 against the M. tuberculosis enoyl-ACP reductase enzyme. Importantly, IQG- 607 and IQG-639 were active against cultures of M. tuberculosis H37Rv and two isoniazid-resistant clinical isolates in vitro. In the present study, the activity of these compounds was evaluated by using an in vivo murine model of tuberculosis. Swiss mice were infected with M. tuberculosis H37Rv strain, and IQG-607 and IQG-639 (250 mg/kg) were administered during 28 or 56 days. As well, a dose-response study was performed with IQG-607 (at 5, 10, 25, 50, 100, 200 and 250 mg/kg). The activity of test compounds was compared with that of the positive control drug isoniazid at 25 mg/kg. After 28 or 56 days of treatment, either IQG-607 or isoniazid significantly reduced M. tuberculosis-induced splenomegaly, and also significantly diminished the colony-forming units in both spleens and lungs. IQG-607 or isoniazid ameliorated the lung macroscopic aspect, reducing the lung lesions to a similar extent. However, IQG-639 was not capable of significantly modifying any evaluated parameter. IQG-607 did not display a classical dose-dependent profile in our murine model of tuberculosis, and 10 mg/kg was the lowest dose able to show significant activity, which was similar to the inhibition observed for higher doses. In addition, experiments using early and late controls of infection revealed a bactericidal activity for IQG-607 in our model. The promising activity of IQG-607 in M. tuberculosis-infected mice suggests that this compound might represent a good candidate for clinical development as a new antimycobacterial agent. / A tuberculose é uma das principais causas de morte no mundo. O surgimento e disseminação de cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a fármacos, os efeitos indesejáveis dos fármacos atualmente disponíveis e a falta de adesão dos pacientes ao tratamento têm aumentado a necessidade do desenvolvimento de novos agentes anti-tuberculose. Estudos prévios revelaram uma potente atividade inibitória in vitro de dois compostos pentaciano(isoniazida)ferrato(II), denominados IQG-607 e IQG- 639, frente a enzima enoil-ACP redutase de M. tuberculosis. Ainda, o IQG- 607 e o IQG-639 foram ativos quando testados em culturas de M. tuberculosis H37Rv e sobre dois isolados clínicos resistentes à isoniazida in vitro. Neste trabalho, a atividade destes dois compostos foi avaliada in vivo, utilizando um modelo murino de infecção por M. tuberculosis. Camundongos suíços foram infectados com a cepa de M. tuberculosis H37Rv e o IQG-607 ou o IQG-639 (250 mg/kg) foram administrados aos animais durante 28 ou 56 dias. Adicionalmente, um estudo de dose-resposta foi realizado com o composto IQG-607, empregando as doses de 5, 10, 25, 50, 100, 200 e 250 mg/kg. As atividades dos compostos-teste foram comparadas à atividade da isoniazida (25 mg/kg), o controle positivo do tratamento. Após 28 ou 56 dias de tratamento, tanto o IQG-607 quanto a isoniazida reduziram significativamente a esplenomegalia induzida pela infecção e, também, diminuíram as unidades formadoras de colônia, tanto nos pulmões quanto nos baços dos animais tratados. O IQG-607 e a isoniazida melhoraram o aspecto macroscópico dos pulmões, reduzindo as lesões pulmonares de maneira semelhante. Por sua vez, o IQG-639 não foi capaz de modificar significativamente nenhum parâmetro avaliado neste estudo. O IQG-607 não apresentou um perfil clássico de dose dependência, sendo observada atividade inibitória significativa similar, entre as doses de 10 mg/kg e 250 mg/kg. Além disto, um experimento utilizando um “controle pré-tratamento” demonstrou que o IQG-607 possui atividade bactericida no nosso modelo. A atividade satisfatória do IQG-607 em camundongos infectados com M. tuberculosis sugere que este composto pode ser um candidato promissor no desenvolvimento clínico de um novo agente antimicobacteriano.