Análise da interação entre moléculas desenhadas a partir do ácido anacárdico e a proteína PPAR usando ferramentas in silico

• Main Author: Lima, Jônatas Cunha Barbosa
• Other Authors: Barbosa, João Alexandre Ribeiro Gonçalves
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Ácido anacárdico; Metabolismo
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/21039

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2016. === Submitted by Albânia Cézar de Melo ([e-mail]) on 2016-06-21T13:49:50Z No. of bitstreams: 1 2016_JonatasCunhaBarbosaLima.pdf: 12778637 bytes, checksum: c258c171be4d50b2c97969f5f51f1ee1 (MD5) === Approved for entry into archive by Marília Freitas([e-mail]) on 2016-07-28T11:07:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JonatasCunhaBarbosaLima.pdf: 12778637 bytes, checksum: c258c171be4d50b2c97969f5f51f1ee1 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-07-28T11:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JonatasCunhaBarbosaLima.pdf: 12778637 bytes, checksum: c258c171be4d50b2c97969f5f51f1ee1 (MD5) === Os receptores nucleares ativados por proliferadores de peroxissoma (PPAR) se mostram de grande importância nos mais diversos tecidos, dentre eles o tecido adiposo e o muscular de forma especial por estarem relacionados ao metabolismo glicose e lipídeos. Sendo assim, sua alteração pode estar relacionada a vários tipos de doenças como: diabetes, aterosclerose, hipertensão, dislipidemia e câncer, entre outras. Os PPAR tem sua conformação alterada após a interação com o ligante, podendo este ser diversas gorduras da dieta ou diversos metabólitos de lipídeos, permitindo assim a modulação de sua atividade pela ligação de diferentes cofatores. Devido a sua grande importância em várias partes do metabolismo, os PPAR têm sido alvo de várias moléculas contra as mais variadas doenças. Sendo assim, o presente trabalho usou análises in silico para estudar a interação entre a proteína PPARγ e possíveis ligantes derivados do ácido anacárdico. Para este objetivo, utilizou-se o programa Autodock Vina para realização das análises de docking e o Gromacs para a dinâmica molecular. Observou-se nas duas estratégias distintas de docking utilizadas (rígido e flexível) que todos os ligantes mostraram capacidade de interagir na região próxima à hélice 12 (RH12) e próxima à hélice 3 e às fitas β (RH3). Os ligantes LDT11, 13, 208, 380 e 383 apresentaram mais ligações de hidrogênio, o que pode estar relacionado a maior estabilidade do ligante: hélice 12, possivelmente gerando um maior recrutamento de coativadores. Uma terceira posição (RH3'), interagindo de modo polar com resíduos como Glu259 e Arg280, muito presente no docking rígido, quase não esteve presente no flexível que foi feito com alguns aminoácidos flexíveis, apresentando valores de afinidade menores. Nos experimentos de dinâmica molecular o LDT11 realizou interações durante longos períodos com a Ser289, His449 e Tyr473 na região da hélice 12, levando a menores valores de RMSD do que a estrutura apo, principalmente com dois ligantes no sítio de interação, o que pode indicar a cooperatividade como importante na estabilização dessa região da proteína. Na hélice 3 e fitas β, os contatos foram com a Arg288, Glu291, Ser342 e Glu343, possivelmente relacionado à estabilização e consequente inibição da fosforilação da Ser273. A região de interação com o ligante (LBD) da PPARγ foi expressa em grande porcentagem solúvel nas cepas de E. coli BL21 (DE3) e BL21 (DE3) pLysE a 25ºC e na BL21 (DE3) pLysS a 28ºC. A purificação da proteína foi executada por cromatografia de afinidade a metal imobilizado, sendo eluída a 250 mM de imidazol. _______________________________________________________________________ ABSTRACT === The nuclear peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are active and important in many tissues, such as the adipose and muscle tissue, due to their involvement in glucose and lipid metabolism. For that reason, alterations in their gene expression can lead to diseases like diabetes, atherosclerosis, hypertension, dyslipidemia and cancer, among others. PPAR suffers conformational changes when binding to ligands derived from fat or lipid metabolites, which modulate PPAR's ability to bind to different co-factors. Because of their important role in metabolism, PPARs have been targeted with a variety of molecules to treat different diseases. Thereby, the objective of this study is to test the interaction of designed ligands derived from anacardic acid with PPARγ. To fulfill this task, docking was performed with the Autodock Vina program and molecular dynamics with the Gromacs program. In both types of docking (rigid and flexible) all ligands showed interaction capacity in regions close to helix 12 (RH12) and helix 3 and β sheets (RH3). The ligands LDT11, 13, 208, 380 and 383 had more hydrogen bonds; this fact can be related to the greater ligand:helix 12 stabilization, possibly inducing better co-activator recruiting. In another docking pose (RH3’), the ligand interacts via polar contacts with residues like Glu259 and Arg280. This pose is consistently observed in protein rigid docking results, while in flexible docking this pose was not frequent, moreover this pose showed smaller affinity values. In molecular dynamics experiments LDT11 had interactions during long periods with Ser289, His449 and Tyr473 in the region of helix 12, leading to smaller RMSD values than the apo structure, especially in experiments with two simultaneous ligands, possibly indicating the importance of agonist cooperation. In helix 3, the contacts with Arg288, Glu291, Ser342 and Glu343 indicate a local stabilization capacity that might be related to the inhibition of Ser273 phosphorylation. The ligand binding domain (LBD) of PPARγ was expressed in soluble form in E. coli BL21 (DE3) and BL21 (DE3) pLysE at 25ºC and BL21 (DE3) pLysS at 28ºC. The protein was purified by immobilized metal affinity chromatography, eluting with 250 mM of imidazole.