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Exploração da relação estrutura-função da enzima DHODH no desenvolvimento de novas moléculas com ação tripanocida e leishmanicida

Processo: 11/23504-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2012
Vigência (Término): 02 de junho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Maria Cristina Nonato
Beneficiário:Renata Almeida Garcia Reis
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/21068-5 - Estratégias integradas in vitro e in silico na busca por novos compostos líderes contra doenças relacionadas a tripanosomatídeo baseada na inibição seletiva da diidroorotato desidrogenase, BE.EP.DR
Assunto(s):Cristalografia de proteínas

Resumo

As doenças infecciosas parasitárias afetam milhões de pessoas principalmente nas regiões mais pobres do planeta e representam uma crescente ameaça mundial. Consideradas doenças negligenciadas, as doenças infecciosas parasitárias também contribuem para a manutenção do quadro de desigualdade social, e representam um forte entrave ao desenvolvimento de diversos países. A maioria absoluta das mortes devido às doenças parasitárias ocorre em regiões situadas abaixo da linha do Equador. Sabe-se que hoje, mais de um bilhão de pessoas - um sétimo da população mundial - são afetadas por doenças tropicais. Em particular, as doenças causadas por parasitos da família dos tripanossomatídeos como Doença de Chagas, Leishmaniose e Doença do Sono incapacitam uma fração significativa de doentes. A necessidade de alternativas terapêuticas é clara, mas os investimentos globais em pesquisa e desenvolvimento (P&D) de fármacos e vacinas são extremamente insuficientes.Recentemente, a enzima diidroorotato desidrogenase foi validada como alvo terapêutico para o desenvolvimento de fármacos com atividade tripanocida. A DHODH pertence à via de síntese de novo de nucleotídeos de pirimidinas e catalisa a oxidação da molécula L-diidroorotato em orotato, através de um mecanismo dependente de FMN e receptores de elétrons. O presente projeto visa a utilização de técnicas de biologia estrutural e planejamento molecular baseado em estrutura de proteínas para a busca de compostos que apresentem atividade inibitória seletiva contra DHODH de tripanosomatídeos. Seguindo esta abordagem moderna, as etapas que envolvem o desenvolvimento do projeto são: (1) completo mapeamento do mecanismo catalítico da enzima DHODH, mediante combinação de técnicas de biologia molecular, bioquímica e biologia estrutural; (2) identificação de novos sítios de interação a serem explorados no planejamento de novos ligantes para DHODH; (3) identificação de moléculas com potencial ação inibitória contra a enzima DHODH através de varredura in silico em bancos de dados de compostos, ensaios "in vitro" na presença de produtos sintéticos e produtos naturais, com consequente determinação das constantes inibitórias através de ensaios de cinética enzimática na presença dos compostos identificados pela busca; (4) caracterização estrutural da interação entre a enzima e inibidores através de técnicas de difração de raios-X em monocristais; (5) proposição de modificações químicas nos compostos com ação inibitória contra DHODH, identificados pela busca e comprovados pelos ensaios de cinética enzimática, de forma a maximizar a seletividade e ação inibitória dos mesmos frente a enzima do parasito.

Publicações científicas (4)
(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)
REIS, RENATA A. G.; CALIL, FELIPE ANTUNES; FELICIANO, PATRICIA ROSA; PINHEIRO, MATHEUS PINTO; NONATO, M. CRISTINA. The dihydroorotate dehydrogenases: Past and present. Archives of Biochemistry and Biophysics, v. 632, n. SI, p. 175-191, OCT 15 2017. Citações Web of Science: 16.
REIS, RENATA A. G.; FERREIRA, PATRICIA; MEDINA, MILAGROS; NONATO, M. CRISTINA. The mechanistic study of Leishmania major dihydro-orotate dehydrogenase based on steady- and pre-steady-state kinetic analysis. Biochemical Journal, v. 473, n. 5, p. 651-660, MAR 1 2016. Citações Web of Science: 5.
GARCIA REIS, RENATA ALMEIDA; LORENZATO, JR., EDER; SILVA, VALERIA CRISTINA; NONATO, MARIA CRISTINA. Recombinant production, crystallization and crystal structure determination of dihydroorotate dehydrogenase from Leishmania (Viannia) braziliensis. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, v. 71, n. 5, SI, p. 547-552, MAY 2015. Citações Web of Science: 2.
PADUA, RICARDO A. P.; TOMALERI, GIOVANI P.; REIS, RENATA A. G.; DAVID, JULIANA S.; SILVA, VALERIA C.; PINHEIRO, MATHEUS P.; NONATO, MARIA CRISTINA. ThermoFMN - A Thermofluor Assay Developed for Ligand-Screening as an Alternative Strategy for Drug Discovery. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 25, n. 10, p. 1864+, OCT 2014. Citações Web of Science: 7.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
REIS, Renata Almeida Garcia. Estudo do mecanismo e inibição da enzima diidroorotato desidrogenase de Leishmania major. 2016. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto Ribeirão Preto.

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