Busca de inibidores do sistema peroxirredoxina de patógenos e humanos

Resumo

2-Cys peroxirredoxinas (2-Cys Prx) típicas representam um grupo de proteínas antioxidantes capazes de decompor os mais diversos tipos de hidroperóxidos com taxas entre 105-8M-1s-1. Estas enzimas utilizam um resíduo de cisteína (cisteína de peroxidásica - CP) que após decompor o peróxido se oxida (CP-SOH), e forma um dissulfeto com uma segunda cisteína o qual é reduzido pelas enzimas tiorredoxina (Trx) e tiorredoxina redutase (TrxR) as custas de NADPH. A alta reatividade de CP é alcançada por interações com um resíduo de Thr (ou Ser) e outro de Arg que em conjunto, recebem o nome de tríade catalítica. As 2-Cys Prx são bastante abundantes entre os organismos e sua expressão pode ser mais pronunciada em doenças genéticas, como o câncer, e infeciosas ocasionadas por bactérias e fungos. A inibição da ação destas enzimas reduzem de forma significativa o crescimento de células tumorais ou o estabelecimento de patógenos. Entretanto, a maioria dos estudos não verificou para possíveis efeitos desses inibidores sobre o sistema redutor das 2-Cys Prx típicas. Além disso, não foi investigado se essas moléculas inicialmente utilizadas para peroxidases de mamíferos não poderiam também inibir enzimas de outros organismos, como patógenos. Cabe ressaltar que o sistema redutor de 2-Cys Prx de mamíferos são muito distintas de outros organismos como bactérias patogênicas. Nosso grupo foi responsável pela elucidação da primeira estrutura de 2-Cys Prx de eucariotos, com a presença de um ligante no sítio ativo e recentemente demonstramos que a substituição natural de Thr por Ser na tríade catalítica leva a dramáticas alterações estruturais e funcionais em 2-Cys Prx típicas. Resultados preliminares de nosso grupo sao instigantes pois demonstram que Adenantina (Adn), um diterpenóide ent caurano é mais potente na inibição 2-Cys Prx que contém Ser e análises de sequências de 2-Cys Prx revelaram que a substituição Thr’Ser é praticamente inexistente em organismos multicelulares, mas é encontrada com frequência em bactérias patogênicas. Ensaios de citotoxicidade indicaram que Adn possui baixa toxicidade para Escherichia coli que possui Thr na tríade catalítica mas é muito tóxica para bactérias que possuem Ser na tríade catalítica, como é o caso dos patógenos Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. Entretanto, estudos adicionais são necessários para compreender seu mecanismo de ação e seu potencial para utilização como um agente bactericida. A Adn é uma molécula pertencente ao grupo dos diterpenóides ent-caurânicos, os quais são amplamente distribuídos em espécies vegetais. No Brasil derivados de esqueleto ent-caurano foram isolados de plantas oriundas de diferentes biomas, mas sua aplicação na inibição de 2-Cys Prx nunca foi testada. Adicionalmente, também já foi demonstrado que compostos orgânicos derivados de selênio (Se) e telúrio (Te) são capazes de inibir enzimas cuja a atividade é residente em tióis como cisteíno proteases, proteína tirosina quinase e TrxR, entretanto, trabalhos que visem a avaliação de inibidores de forma metódica sobre 2-Cys Prx de diferentes organismos e de seus sistemas redutores são inexistentes. Este projeto tem por objetivo a busca de inibidores de 2-Cys Prx típicas, e/ou de seus sistemas redutores, de bactérias, fungos e homem de moléculas pertencentes à classe dos diterpenóides ent-caurânicos oriundos da biota brasileira, naturais e/ou quimicamente modificados, bem como moléculas sintéticas baseadas em Se e Te que sejam capazes de inibir diferencialmente 2-Cys Prx típicas que contenham Thr ou Ser como parte da tríade catalítica. Para tanto este projeto conta com a colaboração de químicos especializados em isolamento, modificação e síntese de moléculas e de microbiologistas. Por fim, para moléculas disponíveis em grandes quantidades pretendemos realizar ensaios de co-cristalização (enzima + inibidor) visando a determinação da estrutura cristalográfica dos complexos. (AU)