Modelagem Molecular da Bomba de Efluxo Tap

Autor: João Luís Rheingantz Scaini (Currículo Lattes)

Resumo

A Tap é uma bomba de efluxo de micobacterias cuja sobrexpressão está associada a Tuberculose multidroga resistente. A Tap de Mycobacterium tuberculosis (Rv1258c) induz a resistência a tetraciclina e aminoglicosídeos e é associada à resistência a rifampicina, isoniazida e ofloxacina. A chave para o planejamento de inibidores de efluxo clinicamente efetivos pode considerar as estruturas e alterações conformacionais das Bombas de Efluxo. O objetivo deste trabalho consiste em construir modelos da bomba de efluxo Tap e, a partir de ferramentas de avaliação e dinâmica molecular, determinar um modelo adequado para o planejamento de inibidores de efluxo específicos. Foram construídos modelos tridimensionais para a bomba de efluxo Tap utilizando os softwares Phyre2, Itasser e Modeller. Os métodos técnicas de validação Verify3D, MolProbity e ModFold foram utilizadas para determinar a qualidade estereoquímica dos modelos. Cinco modelos foram eleitos como os mais confiáveis quanto suas características estereoquímicas a partir dos resultados das métodos técnicas de validação. A estabilidade destes cinco modelos foi analisada com simulações por Dinâmica Molecular (DM) de 50 ns utilizando o software GROMACS 5.0. Medimos a estabilidade durante a DM através do RMSD (Root-mean-square deviation of atomic positions), que mostra a distância em angstrom entre a estrutura em momentos da dinâmica em comparação a estrutura anteriormente a dinâmica. O sítio de ligação dos cinco melhores modelos foi determinado a partir de uma combinação entre os resultados gerados pelos softwares 3DLigandSite e COACH. Os sítios de ligação de cada modelo foram avaliados com experimentos de docagem molecular com os ligantes tetraciclina e rifampicina usando os softwares Autodock Vina 1.1.2 e Autodock Tools. Os modelos gerados utilizando Phyre2 (Tap-Phyre2) e Itasser (Tap-Itasser) foram os melhores considerando as três técnicas de validação e afinidade dos sítios de ligação por tetraciclina e rifampicina. Tap-Phyre2 tem a melhor estrutura geral, pois tanto sua estrutura total quanto o conjunto de suas hélices apresentaram o RMSD mais estável durante os 50 ns da simulação de Dinâmica Molecular, enquanto Tap-Itasser obteve o sítio de ligação mais estável durante os 50 ns de simulação. Concluímos que Tap-Phyre2 e Tap-Itasser foram os melhores modelos testados e podem ser utilizados como ferramentas para o planejamento de inibidores de efluxo específicos para Tap.

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