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Previous issue date: 2012-03-13 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === Proteins are the most abundant biomolecules in living organisms; they are present in all parts of a cell. They have different functions; their structural study is important because it brings greater insight into its functions and allows us to understand how they interact to each other and with the other molecules. Protein structures can be studied experimentally especially by the X-ray diffraction technique and computationally by homology modeling. Thus, in this work, structural studies were made with the alpha-amylase inhibitor from rye (Secale cereale), which inhibits the activity of amylase and then can be used in the treatment of Diabetes mellitus,
obesity, pest control, amongst other applications. Through chromatographies, two different inhibitors could be separated, namely A2 and B2, which were crystallized,
but did not show a minimum X-ray diffraction quality. Thus, a structural study was performed with data from a twinned crystal previously obtained, yet current
refinement programs can now deal with such data. The structure was refined and compared with the alpha-amylase inhibitor 0.19 from wheat. Then, structural studies
were also performed for the YchF GTPase and enolase from Trypanosoma cruzi; both have been studied with the possibility of being used as a target in the treatment
of Chagas' disease. Initially, trials to express heterologously and to purify them for crystallization trials were performed; yet those were unsuccessful, a computational work was pursued, in which alignments and homology modelling for both proteins were made. The computational work was continued for Trypanosoma cruzi enolase,in which comparisons with the Homo sapiens enolase to seek and plan inhibitors for the former, through literature and data bank searches, were made; thus, docking of these was performed, which pointed more favorable binding energies for the substrates, phosphoenolpyruvate (PEP) and 2-phosphoglycerate (PG2), for the inhibitor phosphonacetohydroxamate (PAH) and for the compound coded ZINC25695689 from the ZINC (ZINC Is Not Commercial) data bank. Also, from the experimental position of the PAH inhibitor (deposited in the PDB, code 2PTZ), the interaction energies for these searched and planned molecules were estimated,through the AMBER molecular dynamics program, and, apparently, the presence of a chlorine atom conveniently bound to the inhibitor could promote an improvement of the interaction energy. === As proteínas são as biomoléculas mais abundantes nos seres vivos, estando presentes em todas as partes de uma célula. Elas possuem diferentes funções no organismo; seu estudo estrutural é importante, pois traz maior conhecimento sobre
suas funções e possibilita entender como interagem entre elas e com outras moléculas. A estrutura de proteínas pode ser estudada experimentalmente principalmente por meio da técnica de difração de raios X e computacionalmente por
meio da modelagem por homologia. Sendo assim, realizaram-se neste trabalho estudos estruturais com o inibidor de alfa-amilase do centeio (Secale cereale), que inibem a atividade amilásica e que podem ser utilizados em tratamento de Diabetes mellitus, obesidade, controle de pragas, entre outros usos. Por meio de cromatografias, puderam-se separar dois diferentes inibidores, denominados A2 e B2, que foram cristalizados, mas não apresentaram mínima qualidade de difração de raios X. Assim, realizou-se um estudo estrutural com dados de difração obtidos anteriormente para um cristal geminado, dada a possibilidade atual dos programas de refinamento de tratarem este problema. A estrutura foi refinada e comparada com o inibidor de alfa-amilase 0,19 do trigo. Em sequência, estudos estruturais também foram realizados para a proteína YchF da família das GTPases e para a enolase de Trypanosoma cruzi; ambas vêm sendo estudadas com a possibilidade de serem usadas como alvo no tratamento da doença de Chagas. Inicialmente tentou-se expressá-las de maneira heteróloga e purificá-las para a realização de ensaios de cristalização; com o insucesso disto, partiu-se para um trabalho computacional em que se fizeram alinhamentos e modelos por homologia para as duas proteínas. O trabalho computacional foi continuado para a enolase de Trypanosoma cruzi, comparando-a com a enolase de Homo sapiens para se buscar e planejar inibidores para a primeira, por meio de pesquisa na literatura e em bancos de dados; assim, fez-se a alocação ("docking") destes, obtendo-se energias de ligação mais favoráveis para os substratos, fosfoenolpiruvato (PEP) e 2-fosfoglicerato (PG2), para o inibidor fosfonacetohidroxamato (PAH) e para o composto codificado ZINC25695689 do banco de dados ZINC (ZINC Is Not Commercial). Também, a partir da posição experimental do inibidor PAH (depositada no PDB, código 2PTZ) estimaram-se as energias de interação para as moléculas pesquisadas e planejadas, através do programa de dinâmica molecular AMBER e, aparentemente, a presença
de um átomo de cloro convenientemente ligado ao inibidor poderia promover melhoria da energia de interação.
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