Planejamento baseado na estrutura da metaloprotease BPMP-I e avaliação de tiossemicarbazonas ativas contra a peçonha da serpente Bothrops pauloensis

Abstract

Neste trabalho, foram utilizadas semi e tiossemicarbazonas, selecionadas na quimioteca do LaDMol-QM (Dequim-UFRRJ), para o estudo das interações destas com o sítio ativo de uma metaloprotease da peçonha da serpente Bothrops pauloensis por modelagem molecular e ensaios de inibição da atividade enzimática e biológica sobre a toxina. A estrutura cristalográfica de uma metaloprotease (BaPI) complexada com um inibidor (um peptideomimético) (código PDB 2W12) foi utilizada como molde para a construção do modelo 3D da metaloprotease da peçonha de B. pauloensis (BpMP-I). O modelo 3D teórico da BpMP-I, inédito para esta toxina, apresentou bons parâmetros de qualidade, sendo considerado adequado para estudos de planejamento de ligantes baseado na estrutura. As tiossemicarbazonas obtiveram melhores resultados, quando comparados com os resultados das semicarbazonas, tanto para os ensaios de docagem molecular quanto para estudos de inibição da atividade enzimática in vitro. Estudos por métodos semiempíricos indicam uma entalpia de interação positiva, sugerindo que a inibição enzimática por estes compostos deve ser um processo controlado entropicamente. Os resultados foram utilizados para selecionar o derivado LDQM-IN-23 e propor modificações estruturais planejadas racionalmente, visando melhorar a interação deste com a toxina. O estudo do sítio catalítico da metaloprotease mostrou que esta possui uma cavidade adjacente com grupos amino das ligações peptídicas disponíveis para interação. Foi proposta, então, a inserção de um grupo carboxilato com diferentes espaçadores, 2 (LDQM-IN-23b) e 3 grupos metileno (LDQM-IN-23c). Os resultados de docagem e otimização semi-empírica mostraram que houve uma melhora considerável na interação dos ligantes modificados, os quais foram sintetizados e testados para as atividades de inibição enzimática e biológica. Na inibição enzimática, houve melhora da CI50 com o aumento do espaçador. O composto LDQM-IN-23 tem CI50 de 3011,00 μM e os compostos modificados possuem a CI50 de 79,12 (LDQM-IN-23b) e 1,77 μM (LDQM-IN- 23c). Estes compostos foram testados para a inibição da atividade hemorrágica in vivo induzida pela Botropoidina, uma metaloprotease da classe P-III, e pela peçonha bruta de B. pauloensis. Os três compostos conseguiram inibir a atividade hemorrágica induzida pela toxina isolada e pela peçonha, sendo que o composto LDQM-IN-23c mostrou maior eficiência, quando comparado com os outros dois, e para a proporção de 1:10 (m/m peçonha/inibidor) a inibição da atividade foi de 100%. Foi realizado um estudo de docagem deste composto líder com outras metaloproteases de peçonha de serpentes (SVMPs – Snake Venom Metalloproteinases), de espécies e gêneros diferentes, mostrando que este ligante consegue interagir com outras SVMPs e é um candidato para inibir a atividade hemorrágica de SVMPs presentes na peçonha, não só de B. pauloensis, mas de outras serpentes