Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG - Instituto de Ciências Exatas - ICEx Departamento de Química - Núcleo de Estudos em Química Medicinal - NEQUIM

palavras-chave: interação droga-receptor, conformação ativa, DNA

Introdução. O desenvolvimento de novos métodos para prever a conformação ativa de ligantes conformacionalmente flexíveis é essencial em estudos de planejamento racional de novos fármacos. O programa AutoDock modela a interação do ligante pelo receptor explorando o espaço conformacional, rotacional e translacional do ligante e tem sido extensivamente testado na predição da conformação ativa de ligantes que se interagem com proteínas¹.

Um mecanismo importante para explicar a ação de algumas drogas é a interação dessas drogas com o material genético do agente infectante. A formação do complexo droga-receptor bloqueia a transcrição e replicação do DNA, inibindo a multiplicação celular e a produção de proteínas fundamentais para a manutenção e sobrevivência celular. Um dos modos de interação de bis-benzamidinas frente ao DNA é a sua interação com a fenda menor deste, para tal é necessário que a droga apresente uma conformação isoélica ao DNA². As bis-benzamidinas como o berenil apresentam alta afinidade por regiões do DNA ricas em seqüências AT, sendo assim, de especial interesse no desenvolvimento de novas drogas com atividade atitumoral, antiviral e antiprotozoária.

Objetivos. Com o objetivo de testar a habilidade do programa AutoDock em predizer a conformação farmacofórica de bis-benzamidinas que interagem com ácidos nuclêicos, foi proposto um estudo comparativo entre as estruturas sugeridas pelo programa e a estrutura ativa do ligante, aqui definida como sendo a estrutura do ligante presente na estrutura de raios-X do complexo. Foram escolhidos dez complexos entre bis-benzamidinas e o oligonucleotídeo d(CGCGAATTCGCG)₂, cujas estruturas estão depositadas no banco de estruturas de proteínas Protein Data Bank - PDB.

Métodos. Foram usados dois métodos de busca conformacional apresentados pelo programa AutoDock, um método de Monte Carlo com redução gradual da temperatura (Simulated Annealing) e um método baseado em Algoritmo Genético. Em ambos, os ângulos de torção que formam a ponte entre os dois anéis aromáticos permaneceram inalterados em relação aos valores apresentados na estrutura de raios-x, mantendo, assim, a conformação isoélica. Os cálculos foram feitos em uma estação de trabalho Silicon Graphics Octane e os resultados analisados utilizando-se o programa Insight (MSI).

Resultados. Os resultados da comparação entre as estruturas sugeridas pelo programa AutoDock e as estruturas ativas de raios-X são apresentados na forma do RMSD (Root Mean Square Deviation) entre as duas estruturas, na Tabela 1. Além disso é apresentada uma figura ilustrando a comparação entre as estruturas propostas e a estrutura de raios-X, Figura 1.

Tabela 1. RMSD entre as estruturas de raios-X e aquelas propostas pelos métodos de Monte Carlo com redução de temperatura (MCSA) e Algoritmo Genético Lamarquiano (AGL) presentes no programa AutoDock. As estruturas são apresentadas pelo código PDB do complexo.

Figura 1. Sobreposição ilustrando o acordo entre a estrutura de raios-X (escura) e a estrutura proposta pelo método AGL (clara) para o ligante 289D.

Conclusões. Pode-se concluir que o programa AutoDock é capaz de predizer a conformação farmacofórica de bis-benzamidinas que se ligam ao oligonucleotídeo d(CGCGAATTCGCG)₂ com relativa precisão, o que sugere que o programa pode ser aplicado ao estudo de complexos entre compostos benzamidinícos e o DNA.

Os métodos apresentados aqui serão empregados na predição da conformação ativa de novos derivados do berenil, droga com atividade antiprotozoária comprovada. Esses estudos tem por objetivo propor a síntese de novas drogas no combate à leishmaniose, uma doença endêmica no Brasil.

1. Morris, G. M. et al, J. Comp. Chem. 1998, 19, 1639
2. Montanari, C. A. et. al, J. Comput-Aided Comput. Sci. 1996, 10, 67

Agências Financiadoras: CNPq, FINEP, FAPEMIG