Planejamento e síntese de inibidores covalentes reversíveis da enzima cruzaína

Resumo

A cruzaína, principal cisteíno protease do Trypanosoma cruzi, é uma enzima essencial para o ciclo de vida do parasito e tem sido usada como um alvo viável para a busca de inibidores enzimáticos candidatos a fármacos. O composto peptídeo-mimético K11777 inibe a cruzaína em concentração nanomolar e atua por um mecanismo de inibição irreversível. Essa forte interação parece ser essencial para o processo de inibição e morte do parasito já que vários estudos tem demonstrado que a inibição irreversível da cruzaína por pequenas moléculas, erradica a infecção causada pelo parasito em culturas de células e modelos animais. Análogos ou derivados do K11777 geralmente contêm grupos funcionais eletrofílicos conhecidos como "warheads" que podem ligar-se covalentemente e ao sítio ativo da cruzaína via ataque nucleofílico promovido pela cisteína catalítica. Embora esse mecanismo tenha sido extensivamente estudado, outros poucos trabalhos têm explorado a influência da natureza da ligação covalente no processo de inibição covalente reversível na cruzaína. Neste trabalho será realizado um detalhado estudo computacional utilizando QSAR-3D (CoMFA/CoMSIA), docagem covalente, dinâmica molecular e cálculo de energia livre de interação para inibidores conhecidos da cruzaína, para melhor entender o processo de reversibilidade associado à inibição e morte do parasito. Inicialmente, um modelo será desenvolvido com o objetivo de mapear as características fundamentais para o delineamento das relações estrutura-atividade (SAR) existentes. A avaliação desse modelo será realizada com dados oriundos tanto de nosso laboratório quanto da literatura corrente. Com base nesses resultados, novos inibidores da cruzaína serão propostos e adquiridos comercialmente para validar o modelo. Inibidores de cisteíno proteases também são susceptíveis a nitrilas eletrofílicas para atingir potência em concentrações nanomolar. Entretanto, tais inibidores podem apresentar maiores ou menores efeitos off-target dependendo da natureza eletrofílica das nitrilas substituídas. Desta forma, neste projeto, serão sintetizados análogos e/ou derivados dos compostos bioativos que apresentarem, nos modelos, reatividade aceitável frente a tiol-nucleófilos. Os compostos serão testados através de métodos fluorimétricos, dependentes do tempo, com a finalidade de quantificar experimentalmente a contribuição das modificações moleculares na potência e seletividade frente à cruzaína e catepsina L. (AU)