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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76672
Type: | Tese |
Title: | In silico inhibition of SARS-CoV-2 and CHIKV by phenol and chromone derivatives |
Other Titles: | Inibição in silico de SARS-CoV-2 e CHIKV por derivados de fenóis e cromonas |
Authors: | Lima, Joan Petrus Oliveira |
Advisor: | Fechine, Pierre Basílio Almeida |
Co-advisor: | Freire, Rafael Melo |
Keywords in Brazilian Portuguese : | SARS-CoV-2;CHIKV;Daldinia sp;Modelagem molecular |
Keywords in English : | SARS-CoV-2;CHIKV;Daldinia sp;Molecular modelling |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | LIMA, Joan Petrus Oliveira. In silico inhibition of SARS-CoV-2 and CHIKV by phenol and chromone derivatives. 2024. 119 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Em um novo contextos, como o das mudanças climáticas e a expansão de doenças endêmicas tropicais, a exemplo da recente pandemia de COVID19, a desinformação e a não aderência ao método científico pode potencializar os impactos socio-econômicos da situação, o que justifica a relevância de novas formas de agilizar pesquisas na área. O método tradicional para desenvolvimento de fármacos é por tentativa e erro, o que é demorado e custoso, portanto não é o ideal dentro do novo cenário da saúde mundial. Uma forma de afunilar e filtrar possíveis fármacos, de modo a agilizar o processo e diminuir os custos é por meio da química computacional. Diante disto, nesta tese buscou-se por um conjunto de moléculas que possam inibir os vírus SARS-CoV-2 e o vírus da Chikungunya. Assim, o primeiro trabalho consistiu em utilizar um conjunto de moléculas relatadas na literatura, derivados de fenóis e cromonas de Daldinia sp., para a inibição da glicoproteína espícula do SARS-CoV-2, importante para a entrada viral nas células. Baseando-se na afinidade de ligação, realizou-se docking molecular obtendo então o Derivado 4 (Der4) com menor energia, removeu-se PAINS e interferentes para a modelagem molecular. Foram obtidos 557 Hits com afinidade entre -7 kcal/mol e -13 kcal/mol, dos quais se selecionou o de maior acessibilidade de síntese (Hit 48, 80%) e o de menor energia de ligação (Hit 250, -13 kcal/mol) e realizou-se novamente o método de docking molecular junto com a dinâmica molecular e ADMET. Ambos apresentaram propriedades que indicam boa ação inibitória dos resíduos importantes da glicoproteína espícula assim como viabilidade de uso como droga oral, apesar da dificuldade em sintetizá-los. O segundo estudo avaliou este mesmo grupo de moléculas de Daldinia sp. para a inibição do vírus da Chikungunya (CHIKV). Foram escolhidos como alvos as proteínas não estruturais nsP2 e nsP3. Os resultados de docking mostraram que todos os derivados têm alta energia de ligação com o nsP2 e baixa com o nsP3, com resultados abaixo de -6,2 kcal/mol, com todos os resíduos importantes com interações moderadas a fortes, com destaque para os Der9 a Der12. Apesar da baixa energia, os resultados de ADMET indicam desvantagens no seu uso como fármaco, tendo alta probabilidade de gerar metabólitos tóxicos, porém destaca-se o Der8 por apresentar boa energia de ligação, bons descritores medicinais e já ser relatado como um inibidor in vitro do vírus da zika. Assim, as moléculas selecionadas e modeladas são viáveis para as etapas seguintes do desenvolvimento como fármacos. |
Abstract: | In a new context, such as climate change and the spread of endemic tropical diseases, such as the recent COVID-19 pandemic, misinformation and non-adherence to the scientific method can exacerbate the socio-economic impact of the situation, which justifies the relevance of new ways of streamlining research in this area. The traditional method of drug development is trial and error, which is time-consuming and expensive, and therefore not ideal in this new scenario of global health. One way to narrow down and screen potential drugs, streamline the process and reduce costs is through the computational chemistry. With this in mind, the aim of this thesis was to find a group of molecules capable of inhibiting the SARS-CoV-2 and Chikungunya viruses. Thus, the first work consisted in the use of a group of molecules reported in the literature, derivatives of phenol and chromones from Daldinia sp., for the inhibition of the spike glycoprotein of SARS-CoV-2, important for the viral entry into the cells. Based on the binding affinity, a molecular docking simulation was perfomed to obtain the lowest energy derivative (Der4), the PAINS and interferents were filtered out for molecular modelling, yielding 557 hits with binding affinities between -7 kcal/mol and -13 kcal/mol, from which the one with the highest synthetic accessibility (hit 48, 80%) and the one with the lowest energy (hit 250, -13 kcal/mol) were selected, a new docking simulation was perfomed, then a molecular dynamics and ADMET. Both presented properties indicating a good inhibitory action in important residues of the spike glycoprotein as well as the viability to be an oral drug, despite the difficulty to synthesise. After the first work, the second is the evaluation of the same group of molecules from Daldinia sp. for the inhibition of the Chikungunya virus (CHIKV), the targets chosen being the non-structural proteins nsP2 and nsP3. The docking results showed that all the derivatives have high binding energy with nsP2 and low with nsP3, with results below -6,2 kcal/mol, with all major residues having strong to moderate interactions, highlighted for Der9 to Der12. Despite the low energy, the ADMET results show some drawbacks of these derivatives as a drugs, with high probability of producing toxic metabolites, nevertheless Der8 is highlighted due to good binding energy, good medicinal descriptors and has already been reported as an inhibitor of Zika virus in vitro. Therefore, the selected and modelled molecules are viable for the next steps for drug development. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76672 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0009-0002-0267-7990 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/5246017073789058 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-7822-2354 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/1184349463710551 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/0054128937041192 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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