Investigação estrutural da síntese de ramnose e implicações na resistência a antibióticos

• Processo: 20/03983-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2020
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Alessandro Silva Nascimento
• Beneficiário: Alessandro Silva Nascimento
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Assunto(s): Resistência microbiana a medicamentos Cristalografia de proteínas Biologia estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | Cristalografia de Proteínas | resistencia a antibióticos | Rhamnose | Biologia Estrutural

Resumo

Estima-se que 700.000 mortes sejam causadas anualmente diretamente por infecções bacterianas resistentes a antibióticos. Os níveis crescentes de resistência aos antibióticos disponíveis fizeram com o que Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos (CDC) estabelecesse quatro linhas gerais de ação para lidar com o problema da resistência: a prevenção de infecções e disseminação de resistência, o rastreio bactérias resistentes, a melhoria no uso dos antibióticos atuais e o desenvolvimento de novos antibióticos. Boa parte destas ações, no contexto acadêmico, requer o conhecimento mais profundo de mecanismos de aquisição de resistência e a identificação de potenciais alvos para o desenvolvimento de novos antibióticos. Uma classe de enzimas que tem se mostrado diretamente envolvida em processos de desenvolvimento de resistência é a das enzimas envolvidas na decoração da parede celular bacteriana. Dados recentes na literatura científica demonstram claramente que a decoração da parede está diretamente relacionada à resistência a antibióticos beta-lactâmicos, através de mecanismos ainda pouco conhecidos. Desta forma, a deleção de algumas enzimas mostrou ser capaz de reduzir a concentração inibitória mínima de beta-lactâmicos para S. aureus (MRSA) e E. faecalis. Neste projeto, propomos a expressão heteróloga de enzimas envolvidas na síntese de ramnose visando sua caracterização estrutural, biofísica e bioquímica. Este sacarídeo é empregado por diversas bactérias patogênicas como Streptococcus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus spp, dentre outros para a composição da capsula polissacarídica que decora o peptidoglicano. Em alguns casos, como em Mycobacterium tuberculosis, por exemplo, as enzimas são essenciais. Em outros casos, como em P. aeruginosa, as enzimas são importantes para a virulência. Ao final do projeto esperamos ser capazes de determinar estruturas cristalográficas das enzimas envolvidas na síntese de ramnose, além de compreender sua interação com substrato e reguladores alostéricos. Também visamos caracterizar o comportamento hidrodinâmico das enzimas e avaliar a triagem de compostos como potenciais inibidores que permitam uma avaliação mais profunda do papel das enzimas in vitro. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE PAULA, KARINA; SANTOS, JADEMILSON C.; MAFUD, ANA CAROLINA; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. Tetrazoles as PPAR gamma ligands: A structural and computational investigation. JOURNAL OF MOLECULAR GRAPHICS & MODELLING, v. 106, JUL 2021. (10/15376-8, 20/03983-9, 14/06565-2, 15/26722-8)

BRIGANTI, LORENZO; CAPETTI, CAIO; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; GHIO, SILVINA; CAMPOS, ELEONORA; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; POLIKARPOV, IGOR. Structural and molecular dynamics investigations of ligand stabilization via secondary binding site interactions in Paenibacillus xylanivorans GH11 xylanase. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL, v. 19, p. 1557-1566, 2021. (20/03983-9, 15/26722-8, 15/13684-0)

MORAO, LUANA G.; MANZINE, LIVIA R.; CLEMENTINO, LIVIA OLIVEIRA D.; WRENGER, CARSTEN; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. A scalable screening of E. coli strains for recombinant protein expression. PLoS One, v. 17, n. 7, p. 10-pg., 2022-07-25. (17/24901-8, 17/03966-4, 15/26722-8, 19/20219-3, 20/03983-9)

FERNANDES, ADRIANO DE FREITAS; LEONARDO, DIEGO ANTONIO; CAVINI, ITALO AUGUSTO; ROSA, HIGOR VINICIUS DIAS; VARGAS, JHON ANTONI; PEREIRA, HUMBERTO D'MUNIZ; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; GARRATT, RICHARD CHARLES. Conservation and divergence of the G-interfaces of Drosophila melanogaster septins. CYTOSKELETON, v. N/A, p. 16-pg., 2023-01-03. (14/15546-1, 19/22000-9, 20/03983-9, 17/18173-0, 20/02897-1, 18/19992-7, 21/08158-9)

DE SOUZA, JOAO VICTOR; NOGUEIRA, VICTOR H. R.; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. Ligand binding free energy evaluation by Monte Carlo Recursion. COMPUTATIONAL BIOLOGY AND CHEMISTRY, v. 103, p. 12-pg., 2023-02-20. (17/18173-0, 20/03983-9, 14/06565-2, 10/15376-8, 14/01751-2, 15/01709-9, 15/26722-8)

BARRA, ANGELICA LUANA C.; ULLAH, NAJEEB; MORAO, LUANA G.; WRENGER, CARSTEN; BETZEL, CHRISTIAN; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. Structural Dynamics and Perspectives of Vitamin B6 Biosynthesis Enzymes in Plasmodium: Advances and Open Questions. FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY, v. 11, JUL 13 2021. (18/21213-6, 19/20219-3, 20/03983-9, 15/13684-0, 19/26428-3, 15/26722-8, 17/03966-4)

DE AZEVEDO, ERIKA CHANG; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.. The beta-lactam ticarcillin is a Staphylococcus aureus UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase binder. Biochimie, v. 197, p. 8-pg., 2022-02-03. (17/18173-0, 15/26722-8, 15/13684-0, 20/03983-9)