Resumen de Tesis de Doctorado en Ciencias Biomédicas

"Caracterización in silico e in vitro de la inhibición de la actividad del compejo IKK-B por los compuestos aislados en especies del género Annona (Annonacea). Implicanciaws en la bioprospección de nuevos agentes antiinflamatorios. "

Autor: Wagner Rodrigues de Assis
Director: Dr. Bruno Andrade Silva
Co-Director: Dr. Carlos Daniel de la Vega
Jurado: Dra. María Mamprin
Dr. Norberto Arancegui
Dra. Idelma Serpa
Fecha presentación: 28 de agosto de 2019

RESUMEN
Entre los reguladores centrales del proceso inflamatorio están los miembros de la familia de factores de transcripción nuclear kappa B (NF-kβ). La enzima IKK-β es responsable de la fosforilación del NF-kβ, modulando la transcripción de genes que codifican proteínas que participan en la respuesta inmune e inflamatoria, la adhesión celular, el control de crecimiento y la protección contra la apoptosis. En este estudio, ensayamos ligandos aislados de especies del género Annona descritas en Brasil, a fin de evaluar aquellos que forman los mejores complejos con IKK-β. La estructura enzimática fue recuperada de la base de datos PDB, 4KIK, considerando la mejor resolución (2,83 Â) y R-valor (0,236). Las estructuras de los ligandos descritos para el género Annona fueron diseñadas en el programa Marvin Sketch (Chemaxon) para la verificación de las valencias y errores estructurales, luego fueron guardadas en el formato mol2 y almacenadas en la Base de Datos de Moléculas semiáridas (Base de datos SAM) alojada en el Laboratorio de Química Computacional y Bioinformática (LBQC-UESB). Se utilizaron las herramientas AutoDock para preparar los ligandos para estudios de anclaje y convertirlos al formato pdbqt. Se definió la región de interacción de la IKK-β con potenciales inhibidores (gridbox) y las coordenadas fueron registradas. El cálculo del acoplamiento molecular se realizó utilizando el programa AutoDockVina. Las posiciones de anclaje de los ligandos con mejores valores de energía fueron elegidas usando PyMOL 1.7, así como para la obtención de los complejos en formato pdb. Los mapas de interacción para cada mejor complejo de energía se generaron utilizando el programa Discovery Studio 4.0. Se utilizó el software Osiris Property explorer para la predicción in silico de toxicidad y propiedades físico-químicas. De las 82 especies de Annona descritas para Brasil, sólo 33 especies (38%) presentaron estudios fitoquímicos. La investigación reveló un número total de 4786 compuestos químicos, que al eliminar los repetidos se redujo a 1475 compuestos únicos descritos para prácticamente todas las partes de la planta. Las principales clases químicas descritas fueron: acetogeninas, terpenoides y alcaloides que corresponden a más del 50% de todos los compuestos estudiados. Sólo 8 especies de Annona presentaron una descripción de trabajos con compuestos fitoquímicos relacionados con actividad antinflamatoria. De los 111 fármacos antiinflamatorios almacenados en el Drug-Bank sólo 3 reportaron selectividad sobre IKK-β. De las 1475 moléculas, se seleccionaron aquellas que presentaron un mínimo de 70% de similitud con los fármacos antinflamatorios clásicos y ningún indicio de toxicidad en la predicción in silico constituyendo una quimioteca de 850 moléculas únicas relevadas y almacenadas en la base de datos SAMdatabase. Entre ellas, se destacaron la annonaina, michelalbina, eriocitrina y Miconioside A que presentaron interacciones con la quinasa IKK-β, con energía de afinidad superiores a los inhibidores naturales y sintéticos (> -10,0 Kcal/mol). El ácido kaurenoico un importante marcador quimiotaxonómico para el Género Annona también interactuó con la quinasa IKK-β. El mapa de interacción 2D muestra que las principales interacciones moleculares con los AA del sitio activo fueron las fuerzas de Van der Walls y puentes de hidrógeno. Los compuestos fueron evaluadas con respecto a sus propiedades físico-químicas y toxicidad empleando el software Osiris. Todos los compuestos siguieron la regla del 05 de Lipinski, evidenciando en la predicción in silico características físico-químicas que favorecen su absorción en membranas biológicas y ausencia de toxicidad. Este trabajo es el primer reporte de nuevos prototipos antiinflamatorios de origen natural utilizando una quimioteca de compuestos de todo el género Annona en Brasil. Este estudio propone un protocolo para la realización del screening virtual orientado al descubrimiento de nuevas
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moléculas con potencial antiinflamatorio y proporciona evidencia de nuevos esqueletos químicos de la biodiversidad brasileña con potencial para inhibición de la IKK-β, un importante blanco molecular de interés biomédico.
Palabras claves: productos naturales; Annona; antiinflamatorios; inflamación; IKK-β