Estudo funcionais e estruturais de aminoacil-tRNA sintetases de bactérias gram-negativas resistentes a fármacos e busca por novos inibidores

• Processo: 22/03873-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gustavo Fernando Mercaldi
• Beneficiário: Gustavo Fernando Mercaldi
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Artur Torres Cordeiro ; Celso Eduardo Benedetti ; Silvana Aparecida Rocco
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/22822-7 - Caracterização de inibidores de aminoacil-tRNA sintetases de Klebsiella pneumoniae, BP.TT; 22/13652-5 - Estudo funcionais e estruturais de aminoacil-tRNA sintetases de bactérias Gram-negativas resistentes a fármacos e busca por novos inibidores, BP.TT
• Assunto(s): Enzimologia Biologia estrutural Desenvolvimento de fármacos Aminoacil-tRNA sintetases Resistência microbiana a medicamentos Bactérias gram-negativas Klebsiella pneumoniae RNA de transferência Cristalografia de proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aminoacil-tRNA sintetases | Cristalografia de Proteínas | Enzimologia | Klebsiella pneumoniae | resistencia a antibióticos | Triagem de pequenas moléculas | Enzimologia, microbiologia, biologia estrutural e desenvolvimento de fármacos.

Resumo

Ao longo das últimas décadas, o aumento na incidência de infecções causadas por patógenos com resistência múltipla a antimicrobianos (RMA) se tornou um problema de saúde global. Relatórios recentes de instituições como a Organização Mundial de Saúde (OMS) e o Centros para Controle e Prevenção de Doenças (CDC) apontam que as bactérias Gram-negativas representam uma séria ameaça à saúde humana. A Klebsiella pneumoniae é uma bactéria Gram-negativa que frequentemente apresenta um fenótipo de RMA, sendo considerado um patógeno oportunista que está relacionada tanto a infecções nosocomiais quanto a infecções associadas à comunidade. O presente projeto visa o estudo de aminoacil-tRNA sintetases (aaRS) da bactéria K. pneumoniae. As aaRS são enzimas ubíquas responsáveis pela adição de aminoácidos específicos aos RNA transportadores (tRNA) cognatos, tendo assim um papel essencial para diversos processos biológicos que incluem a síntese de proteínas. Graças a divergências evolutivas entre as aaRS de hospedeiros e patógenos, inibidores seletivos de aaRS têm sido descritos para diversos organismos infecciosos. Deste modo, temos como objetivo realizar a caracterização bioquímica e estrutural das enzimas metionil- e prolil-tRNA sintetase (MetRS e ProRS, respectivamente) de K. pneumoniae; empregar triagem automatizada em larga escala (HTS) e desenho baseado em estrutura para identificar pequenas moléculas (100-500 Daltons) capazes de inibir as enzimas alvo; e executar ensaios fenotípicos in vitro com bactérias Gram-negativas e células de mamíferos para avaliar atividade antimicrobiana e toxicidade dos inibidores de aaRS identificados. Os dados gerados por este projeto têm potencial de expandir os conhecimentos acerca de enzimas consideradas essenciais para a bactéria K. pneumoniae e ainda entregar novos inibidores das enzimas-alvo. Além disso, estudos bioquimicos e estrutural serão empregados para desvendar determinantes de interação dos novos inibidores identificados para a MetRS e ProRS, especialmente aqueles contendo estruturas químicas inovadoras. Em última instância, as sondas químicas identificadas para as enzimas alvo ficarão disponíveis para o desenvolvimento de novas medidas de controle de bactérias Gram-negativas resistentes a fármacos. (AU)