Determinação das bases estruturais da formação biosintética de anéis heterocíclicos em poliéteres ionóforos

Resumo

Os produtos naturais representam uma importante fonte de produtos bioativos que são utilizados pelo homem para o tratamento de diversas doenças. Apesar do campo da química biológica ter avançado consideravelmente no entendimento de como a natureza produz vários desses compostos, ainda há muitos eventos que são pouco compreendidos. Atualmente, esse campo de pesquisa está se tornando muito competitivo, em virtude do crescente interesse no entendimento das enzimas relacionadas com a biossíntese de produtos naturais e devido a sua aplicabilidade em programas de biologia sintética para a produção de novos compostos. A formação de anéis heterocíclicos em produtos naturais é um evento em que seus mecanismos moleculares não são claramente conhecidos. Neste projeto, propomos estudar o mecanismo estrutural enzimático da formação de anéis heterocíclicos em dois antibióticos ionóforos poliéteres policíclicos: tetronomicina e tetronasina. A análise dos clusters gênicos, que são responsáveis pela formação destas moléculas antibióticas, mostram a presença de enzimas que realizam abertura de grupos epóxidos e a ciclização em éteres cíclicos, as epóxido hidrolases, e a reação de cicloadição intramoleculares [4 + 2] realizada pelas Diels-Alderases. Desta forma, neste projeto, pretendemos determinar as estruturas de enzimas epoxidases, epóxido hidrolases em complexo com análogos de substratos, e diels-alderases relacionadas com a biossíntese de compostos tetronomicina e tetronasina. Para isso, pretendemos obter as proteínas envolvidas em sua forma pura e homogênea, cristalizá-las na sua forma apo e na presença de ligantes e determinar suas estruturas através de cristalografia. Com a determinação das estruturas destas enzimas, esperamos obter insights estruturais da maneira com que a natureza utiliza para a formação destas moléculas e os seus possíveis mecanismos catalíticos. (AU)