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Aspectos teóricos da interação entre compostos cefalosporínicos e a Proteína 5 de Ligação à Penicilina de Escherichia coli usando Dinâmica Molecular
(Universidade Federal do Pará, 2018-08-04) OLIVEIRA, Amanda Ruslana Santana; BARROS, Carlos Augusto Lima; http://lattes.cnpq.br/8902921733540173
A Escherichia coli é um bacilo Gram-negativo anaeróbico que naturalmente habita o intestino de mamíferos. As doenças surgem quando a bactéria alcança outros órgãos do nosso corpo, causando infecções, principalmente no trato urinário de mulheres, devido à proximidade da uretra feminina com o ânus. No tratamento destas infecções são usados antibióticos que combatem a bactéria, tais como antibióticos da classe de cefalosporinas, que constituem o grupo com o maior número de antibióticos β-lactâmicos em uso clínico. Estes compostos são capazes de inibir a função enzimática das Proteínas de Ligação à Penicilina (PBP, do inglês Penicillin-Binding Proteins), que é responsável pela etapa final de biossíntese do peptidoglicano, componente essencial para a sobrevivência das bactérias. Neste trabalho, os compostos antimicrobianos cefoxitina, cefuroxima, cefotaxima, cefalotina, cefixima, cefmetazole e ácido 7-aminocefalosporânico, foram escolhidos com base em estudos experimentais de atividade biológica no combate ao patógeno oportunista Gram-negativo Pseudomonas aeruginosa, para serem estudados teoricamente, por meio de simulações de Dinâmica Molecular (DM), cálculos de energia livre de ligação e energia de interação por resíduo, para a determinação de sua potencial atividade biológica na inibição da função enzimática da PBP específica de E. coli, a Proteína 5 de Ligação à Penicilina (PBP5), portanto, sua inibição leva à morte celular. Foram obtidas energias livres de ligação mais favoráveis para os ligantes cefoxitina, cefalotina e cefuroxima, -31,471 Kcal/mol, -34,225 Kcal/mol e - 35,085 Kcal/mol, respectivamente, e observou-se que os resíduos catalíticos Ser44 e His216 apresentaram contribuições energéticas mais favoráveis para o sistema formado pelo ligante cefalotina. Assim, sugere-se que a cefalotina tem excelente potencial para a inibição da função enzimática da PBP5 de E. coli, responsável pela fase final de transpeptidação da camada de peptidoglicano.
Acesso aberto (Open Access)
Planejamento de inibidores da enzima 3-deoxy-D manooctulosonato 8-fosfato Sintase (KDO8PS): um novo alvo para tratamento de infecção bacteriana
(Universidade Federal do Pará, 2019-07-23) ARAÚJO, Jessica de Oliveira; SILVA, Jerônimo Lameira; http://lattes.cnpq.br/7711489635465954; https://orcid.org/0000-0001-7270-1517; LIMA, Anderson Henrique Lima e; http://lattes.cnpq.br/2589872959709848; https://orcid.org/0000-0002-8451-9912
As bactérias podem ser distintas em dois grupos através da técnica de Gram, onde pode-se diferenciar bactérias Gram positivas e Gram negativas, as principais diferenças entre esses organismos se dão pela estrutura da parede celular, seus componentes e suas funções. O caso de bactérias Gram-negativas é mais preocupante devido ao surgimento de cepas resistentes a vários antibióticos. O lipopolissacarídeo (LPS) é um componente da membrana externa de bactérias Gram negativas responsável pelas manifestações tóxicas como inflamações. O 3-deoxy-D manno-octulosonato (KDO) é um componente do sítio do núcleo interno de LPS essencial para sua formação. A reação para produção de KDO requer dois substratos, o fosfoenolpiruvato (PEP) e D-arabinose 5-fosfato (A5P), catalisada pela 3-Deoxy-D manno-octulosonato de 8-fosfato sintase (KDO8PS). Essa reação é importante pois desempenha um papel crucial na montagem de LPS. Esta enzima encontra-se em duas formas distintas quanto a dependência da presença ou ausência de íon metálico divalente no sítio ativo. Dentre os vários inibidores da KDO8P sintase, foram selecionados dois com base em suas constantes de inibição (Ki). O mais ativo entre eles tem valor de 0,37 µM em KDO8P sintase de E. coli independente de metal e de 7,9±1,6 µM para KDO8P sintase independente de metal em N. meningitidis. esses valores de Ki são aproximadamente de 2 a 3 vezes maiores do que os valores de Km para o PEP que também foram utilizados neste trabalho, além de um terceiro inibidor hipotético que combina as principais características dos inibidores já descritos pela literatura. Nesta pesquisa, foram utilizadas técnicas de modelagem por homologia, Docking molecular, Dinâmica Molecular e Energia Livre de Ligação com os métodos MMGBA, MMPBSA, SIE e Decomposição de energia por resíduo para analisar o modo de acoplamento desses ligantes e do substrato PEP. Com os resultados obtidos foram analisadas as principais interações que esses ligantes realizam e o comportamento molecular, tanto dos ligantes como da proteína. Portanto, foram obtidos valores de energias livre de ligação mais favoráveis para os complexos formados com o ligante BPH1 com os três métodos -96.07 Kcal/mol com MMGBSA, -107,09 Kcal/mol com MMPBSA e -13,53 com SIE e observou-se que estes complexos realizam um número maior de interações efetivas. Assim, sugere-se que o ligante BPH1 tem um excelente potencial de inibição da atividade catalítica da enzima KDO8P sintase responsável pela produção de KDO, componente essencial de LPS para formação da membrana externa de bactérias Gram-negativas.