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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74597
Type: | Tese |
Title: | Modelagem computacional das interações da integrina VLA-4 humana com ligantes como ferramenta ao planejamento de fármacos |
Authors: | Vasconcelos, Disraeli Cavalcante Araújo |
Advisor: | Silva, João Herminio Martins da |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Integrina;Peptideomimético;BIO-5192;Reposicionamento de fármacos |
Keywords in English : | Integrin;Peptidomimetic;BIO-5192;Drug repurposing |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | VASCONCELOS, Disraeli Cavalcante Araújo. Modelagem computacional das interações da integrina VLA-4 humana com ligantes como ferramenta ao planejamento de fármacos. 2023. 113 f. Tese (Doutorado em em Biotecnologia de Recursos Naturais) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | As integrinas são receptores transmembrana que desempenham um papelcrítico em muitos processosbiológicosde migração celular, os quaispodem ser moduladasterapeuticamente usando antagonistasde integrinas, como ligantes peptideomiméticos.Este trabalho teve como objetivoo estudo das interações a nível atômico-molecular detrêsligantes(1592, 2363 e 973) inéditos derivadosdo composto-líder BIO-5192e quesão potenciais inibidores da integrina α4β1 (VLA-4), assim comoode fármacos comerciais, inicialmente, utilizados para outra finalidade.Para tanto,foram analisados os modos de ligação doscompostos emVLA-4por docking moleculare,posteriormente,foi selecionado um em específico esubmetidoàs simulações de dinâmica moleculare aos cálculos de energia de livre por MM/PBSA, a fim de se avaliar o ligante de maior afinidade ao receptor. Análises por PCA também foram aplicadas à proteína alvo, para observar seus modos de movimento quando da complexaçãocom os diferentescompostos.Os resultados revelaram que o ligante 1592 apresentou um comportamento estávelno sítio de interaçãodeVLA-4,apartir de um RMSD médio próximo a 0,5 nm.As análises de PCA também sugeriram que o receptorproteicoapresentou modos de movimentodiferentesem sua estruturaquando complexada a 1592, em comparação aos demais compostos.Além disso, através doscálculosde energia livre de ligação, 1592 apresentou maior afinidade ao alvoem relaçãoàsoutrasmoléculasestudadas, através do valor de ΔGligação finalpróximo a -143kJ/mol.Portanto,o ligante 1592 representa um possível candidato a um fármaco inibidor de VLA-4.A partir de métodos de triagem virtual, dinâmica molecular e MM/PBSAaplicadosaos fármacos comerciais e,por meio deanálisesde estabilidade e afinidade ao receptor, o fármaco imatinib representouum potencial candidato a antagonista daintegrina VLA-4, com um RMSDmédiopróximo a 0,2 nm e um ΔGligação final igual a aproximadamente -140 kJ/mol. Logo,osresultadosapresentadoslançam novas perspectivas aoestudo de diferentesantagonistasde α4β1,abrindo possibilidades ao reposicionamento de fármacos como ferramenta ao planejamento de pequenas moléculas |
Abstract: | Integrins are transmembrane receptors that play a critical role in many biological processesof cell migration, which can be therapeutically modulated using integrin antagonists such as peptidomimetic ligands. Thiswork aimedto study the interactionsat the atomic-molecular level of three unprecedentedligands (1592, 2363,and 973) derived from the lead compound BIO-5192 and which are potential inhibitors of α4β1 integrin (VLA-4), as well asthe commercial drugs, initially used for another purpose. For this goal,the binding modes of the compoundswere analyzed and, subsequently, a specific one was selected and submittedto moleculardynamics simulations and free energy calculations by MM/PBSA, in order to evaluate the ligand with the highest affinityto the receptor. PCA analyseswere also applied to the target protein, to verifyits motion modeswhen complexed with different compounds. The results revealed that the 1592 ligand presented a stable behavior at the VLA-4 interaction site, from an average RMSD close to 0.5 nm. PCA analysesalso suggested that the protein receptor had different motion modesin its structure when complexed to 1592, compared to the other compounds. In addition, through the binding free energy calculations, 1592 showed higher affinityto the target in relation to the other studied molecules, through the final ΔGbinding value close to -143 kJ/mol. Therefore, the 1592 ligand represents a possible candidate for a VLA-4 inhibitor drug.Based on virtual screening, molecular dynamics and MM/PBSA methods applied tothecommercial drugs and, through analysis of stability and affinity to the receptor, the drug imatinib representeda potential candidate for VLA-4 integrin antagonist, with an average RMSD close to 0.2 nm and afinal ΔGbinding equalsto approximately -140 kJ/mol. Therefore, the presented results launch new perspectives for the study of different α4β1 antagonists, opening possibilities for drugrepurposingas a tool for drug design. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74597 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-9849-2044 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7100304470751478 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0003-1534-9857 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/4614096538855002 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | PPGBRN - Teses defendidas na UFC |
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