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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80847| Type: | Tese |
| Title: | Produtos naturais como inibidores das proteínas 3CLpro e Spike do SARS-CoV-2: um estudo in silico integrado |
| Title in English: | Natural products as inhibitors of 3CLpro and Spike proteins of SARS-CoV-2: an integrated in silico study |
| Authors: | Santos, Samuel José Mendes dos |
| Advisor: | Valentini, Antoninho |
| Keywords in Brazilian Portuguese : | Covid-19;Icetexano;Komaroviquinona;Teoria do Funcional da Densidade |
| Keywords in English : | COVID-19;Icetexane;Komaroviquinone;Density Functional Theory |
| Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Issue Date: | 2024 |
| Citation: | SANTOS, Samuel José Mendes dos. Produtos naturais como inibidores das proteínas 3CLpro e Spike do SARS-CoV-2: um estudo in silico integrado. 2024. 117 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | A pandemia de COVID-19, causada pelo SARS-CoV-2, paralisou o mundo e evidenciou a necessidade urgente de novos agentes terapêuticos capazes de inibir proteínas essenciais para a replicação e infectividade viral. Nesse contexto, investigou-se o potencial inibitório dos compostos naturais barbatusol, brussonol e komaroviquinona sobre as proteínas Mpro e Spike do SARS-CoV-2, com foco na variante Omicron BA.2, utilizando métodos in silico, cruciais para acelerar a descoberta e otimização de fármacos. Foram realizadas simulações de dinâmica molecular, docking molecular e cálculos de química quântica (QM/MM e DFT) para avaliar a estabilidade e as interações desses compostos com as proteínas-alvo. Adicionalmente, conduziram-se estudos ADMET (Absorção, Distribuição, Metabolismo, Excreção e Toxicidade) para prever as propriedades farmacocinéticas dos ligantes, essenciais para determinar a eficácia e segurança de novos medicamentos. A importância desses estudos reside na capacidade de selecionar compostos que não apenas são eficazes, mas também possuem um perfil de segurança favorável, minimizando efeitos adversos. Além disso, realizaram-se análises de fingerprint molecular utilizando MACCS-166 e ECFP-6 para caracterizar a similaridade estrutural com compostos conhecidos, o que auxilia na identificação de propriedades funcionais e na predição de comportamentos farmacológicos. A caracterização dos sítios de ligação das proteínas foi realizada com base na literatura e nas ferramentas ProBiS, GRaSP e COACH, que permitiram identificar interações críticas para a eficácia dos compostos. Os resultados indicaram que barbatusol, brussonol e komaroviquinona apresentam afinidades de ligação similares às dos padrões nirmatrelvir e mefloquina, sugerindo seu potencial como candidatos a agentes antivirais contra o SARS-CoV-2. A análise ADMET revelou que os produtos naturais estudados possuem propriedades farmacocinéticas superiores e perfis de toxicidade mais favoráveis em relação ao nirmatrelvir, indicando um potencial terapêutico promissor e mais seguro contra a COVID-19. Conclui-se que os compostos estudados são moléculas candidatas promissoras a fármacos e podem contribuir significativamente para o desenvolvimento de novas terapias antivirais. |
| Abstract: | The COVID-19 pandemic, caused by SARS-CoV-2, brought the world to a standstill and underscored the urgent need for new therapeutic agents capable of inhibiting proteins essential for viral replication and infectivity. In this context, the inhibitory potential of the natural compounds barbatusol, brussonol, and komaroviquinona against the SARS-CoV-2 Mpro and Spike proteins, with a focus on the Omicron BA.2 variant, was investigated using in silico methods, which are crucial for accelerating drug discovery and optimization. Molecular dynamics simulations, molecular docking, and quantum chemistry calculations (QM/MM and DFT) were performed to evaluate the stability and interactions of these compounds with the target proteins. Additionally, ADMET (Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, and Toxicity) studies were conducted to predict the pharmacokinetic properties of the ligands, which are essential for determining the efficacy and safety of new drugs. The importance of these studies lies in the ability to select compounds that are not only effective but also possess a favorable safety profile, minimizing adverse effects. Furthermore, molecular fingerprint analyses using MACCS-166 and ECFP-6 were conducted to characterize the structural similarity with known compounds, aiding in the identification of functional properties and the prediction of pharmacological behaviors. The binding site characterization of the proteins was carried out based on literature and the tools ProBiS, GRaSP, and COACH, which enabled the identification of critical interactions contributing to the efficacy of the compounds. The results indicated that barbatusol, brussonol, and komaroviquinona exhibit binding affinities similar to those of the reference compounds nirmatrelvir and mefloquina, suggesting their potential as antiviral candidates against SARS-CoV-2. ADMET analysis revealed that the natural products studied possess superior pharmacokinetic properties and more favorable toxicity profiles compared to nirmatrelvir, indicating a promising and safer therapeutic potential against COVID-19. It is concluded that the studied compounds are promising drug candidates and may significantly contribute to the development of new antiviral therapies. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80847 |
| Author's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-3011-3570 |
| Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/1402766303106528 |
| Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-7019-6155 |
| Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9349231264931956 |
| Access Rights: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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