Crystal structures of the closed form of Mycobacterium tuberculosis dihydrofolate reductase in complex with dihydrofolate and antifolates

Autor(es)

Ribeiro, Joao Augusto ; Chavez-Pacheco, Sair Maximo ; de Oliveira, Gabriel Stephani ; Silva, Catharina dos Santos ; Pimenta Giudice, Joao Henrique ; Libreros-Zuniga, Gerardo Andres ; Bertacine Dias, Marcio Vinicius

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY; v. 75, p. 12-pg., 2019-07-01.

Resumo

Tuberculosis is a disease caused by Mycobacterium tuberculosis and is the leading cause of death from a single infectious pathogen, with a high prevalence in developing countries in Africa and Asia. There still is a need for the development or repurposing of novel therapies to combat this disease owing to the long-term nature of current therapies and because of the number of reported resistant strains. Here, structures of dihydrofolate reductase from M.tuberculosis (MtDHFR), which is a key target of the folate pathway, are reported in complex with four antifolates, pyrimethamine, cycloguanil, diaverdine and pemetrexed, and its substrate dihydrofolate in order to understand their binding modes. The structures of all of these complexes were obtained in the closed-conformation state of the enzyme and a fine structural analysis indicated motion in key regions of the substrate-binding site and different binding modes of the ligands. In addition, the affinities, through K-d measurement, of diaverdine and methotrexate have been determined; MtDHFR has a lower affinity (highest K-d) for diaverdine than pyrimethamine and trimethoprim, and a very high affinity for methotrexate, as expected. The structural comparisons and analysis described in this work provide new information about the plasticity of MtDHFR and the binding effects of different antifolates. (AU)

• Processo FAPESP: 13/15906-5 - Aplicação da técnica "fragment based drug discovery" (FBDD) para duas enzimas da via de biossíntese de folato em Mycobacterium tuberculosis
• Beneficiário: João Augusto Ribeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/00351-1 - Biologia Estrutural aplicada às enzimas envolvidas na biossíntese de produtos naturais: aplicações biotecnológicas e entendimento molecular de reações enzimáticas pouco usuais
• Beneficiário: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/09188-8 - Biossíntese de antibióticos poliéteres e aminoglicosídeos: investigação estrutural de enzimas não usuais ou com aplicabilidade em biologia sintética
• Beneficiário: Marcio Vinicius Bertacine Dias
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/24486-2 - Bases estruturais da sensibilidade da dihidropteroato sintase de Mycobacterium tuberculosis e M. leprae as drogas sulfonamidas
• Beneficiário: João Henrique Pimenta Giudice
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 17/25733-1 - Clonagem, expressão e purificação de enzimas envolvidas em biossíntese de antibióticos
• Beneficiário: Sair Maximo Chavez Pacheco
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 16/18721-4 - Bases estruturais do controle da elongação e da divisão celular em Mycobacterium tuberculosis e identificação de novos hits a fármacos baseado em triagem de fragmentos
• Beneficiário: Catharina dos Santos Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto