Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1
467140.pdf: 2666780 bytes, checksum: 69d9316002f8596f9f09b6c05ceb6081 (MD5)
Previous issue date: 2015-01-14 / Tuberculosis (TB) is the leading cause of bacterial infectious disease mortality. The etiological agent, Mycobacterium tuberculosis (Mtb) is responsible for 1.5 million deaths and 9 million people infected in 2013. The World Health Organization (WHO) estimates that one-third of the world?s population is infected with latent form of Mtb. Thus, there is a continuous need to find promising molecular targets for the development of anti-TB agents. The shikimate pathway produces an important precursor of aromatic compounds in bacteria, fungi, plants and apicomplexan parasites, chorismate. The pathway comprises seven enzymes, which convert erythrose-4-phosphate and phosphoenolpyruvate into chorismate, the precursor for the synthesis of aromatic amino acids, folic acid, ubiquinone, and many other aromatic compounds. This pathway is essential for growth of Mtb. The aroD gene, that codes for 3-dehydroquinate dehydratase (DHQase), catalyzes the reversible reaction of 3-dehydroquinate into 3-dehydroshikimate and the aroE gene, that codes for the NADP(H) dependent shikimate-5-dehydrogenase (SD), catalyzes the reduction of 3-dehydroshikimate into shikimate. The aim of the present study was to identify new dug-like molecules as inhibitors for MtbDHQase and MtbSD using structure-based modeling and virtual screening. The availability of the crystal structure bound with an inhibitor of MtbDHQase was explored using pharmacophore models based on interaction energy and docking to yield diverse leads. For MtbSD, due the absence of crystal structure and reported inhibitors, the tridimensional structure was achieved by molecular modelling. Structure-based pharmacophore and virtual screening of the in house database containing 3000 unique molecules retrieved twelve hit compounds with good docking score and interaction pattern for MtbDHQase. For MtbSD, the commercially available database Asinex, with 500,000 molecules, were used and seventeen compounds were selected based in its docking score, interaction pattern with amino acids in the active site, number of hydrogen bonds and GOLD score. MtbDHQase inhibitors were tested and, after inhibition assay, series of chemical modifications were made in the lead compound. The top two derivate presented IC50 values of 17.1 and 31.5 μM as well as MIC values of 25 and 6.25 μg/mL and cytotoxicity below 15% at 100 μM respectively. The MtbSD compounds selected as possible inhibitors will be tested for inhibition, MIC value and cytotoxicity. / A Tuberculose (TB) ? a principal causa de mortalidade devido a infec??es bacterianas. Seu agente etiol?gico, o Mycobacterium tuberculosis (Mtb) foi respons?vel por 1,5 milh?es de mortes e por 9 milh?es de pessoas infectadas em 2013. A Organiza??o Mundial da Sa?de (OMS) estima que um ter?o da popula??o mundial est? infectada com a forma latente do Mtb. Assim, h? uma cont?nua necessidade de buscar alvos moleculares promissores para o desenvolvimento de agentes anti-TB. A via do chiquimato produz um importante precursor de compostos arom?ticos em bact?rias, fungos, plantas e parasitas do filo Apicomplexa, o corismato. A via ? composta por sete enzimas, as quais convertem eritrose-4-fosfato e fosfenolpiruvato em corismato, o precursor para a s?ntese de amino?cidos arom?ticos, ?cido f?lico, ubiquinonas e muitos outros compostos arom?ticos. Esta via ? essencial para o crescimento do Mtb. O gene aroD, que codifica a enzima 3-desidroquinato desidratase (DHQase), catalisa a rea??o revers?vel do 3-desidroquinato em 3-desidrochiquimato e o gene aroE, que codifica a enzima dependente de NADP(H) chiquimato-5-desidrogenase (SD), catalisa a redu??o do 3-desidrochiquimato em chiquimato. O objetivo do presente estudo foi identificar novas mol?culas como inibidores para a MtbDHQase e MtbSD utilizando modelagem baseada em estrutura e triagem virtual. A disponibilidade da estrutura cristalogr?fica ligada a um inibidor da MtbDHQase foi explorada utilizando modelos farmac?foros baseados na energia de intera??o e docagem para gerar diversos prot?tipos. Para a MtbSD, devido ? aus?ncia de estrutura cristalogr?fica e de inibidores, foi realizado atrav?s de modelagem molecular, um modelo da estrutura. A abordagem do farmacof?rico baseado na estrutura, juntamente com a triagem virtual da base de dados in house contendo 3000 estruturas in?ditas geraram compostos escolhidos com bom valor de docagem e padr?o de intera??o com amino?cidos do s?tio ativo. Para a MtbSD, foi utilizada a base de dados Asinex, que cont?m 500000 mol?culas. Dezessete compostos foram encontrados baseados nos seus valores de docagem, no padr?o de intera??o com os amino?cidos do s?tio ativo, no n?mero de intera??es de hidrog?nio e no valor de GOLD. Os inibidores da MtbDHQase foram testados e, ap?s os ensaios de inibi??o, foram realizadas diversas deriva??es qu?micas no composto prot?tipo. Os dois melhores compostos derivados apresentaram um valor de IC50 de 17,1 e 31,5 μM, um valor de MIC de 25 e 6,25 μg/mL e citotoxicidade abaixo de 15% a 100μM, respectivamente. Os compostos selecionados como poss?veis inibidores para a MtbSD ser?o futuramente testados quanto a sua inibi??o, valor de CIM e citotoxicidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/5513 |
| Date | 14 January 2015 |
| Creators | Petersen, Guilherme Oliveira |
| Contributors | Bizarro, Cristiano Valim |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, BR, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8198246930096637360, 600, 600, 36528317262667714 |
Page generated in 0.0034 seconds