Modelagem molecular comparativa da enzima Adenosina Kinase isoforma 1 (AK1) de Schistosoma mansoni

Authors

  • Luana Kziozek
  • Carla Andreia Lorscheider
  • Larissa Romanello

DOI:

https://doi.org/10.33871/23594373.2021.23.02.3929

Abstract

O Schistosoma mansoni, parasito responsável pela esquistossomose mansônica, depende integralmente da via de salvação de purinas para o suprimento das bases púricas. Uma vez que o parasito não possui a via se sí­ntese dessas bases, a via de salvação representa um alvo potencial para o desenvolvimento de novos fármacos. A adenosina kinase (AK) é uma das principais enzimas dessa via na sí­ntese direta de adesinosina monofosfato (AMP) a partir de adenosina. No genoma do parasito foram identificadas duas isoformas da AK, no entanto, apenas a estrutura tridimensional de SmAK2 (Smp_008360) foi resolvida experimentalmente. Assim, a modelagem comparativa foi utilizada como ferramenta para predizer a estrutura da isoforma SmAK1 (Smp_008400) e possibilitar a análise comparativa entre as duas estruturas. A modelagem foi realizada através do software Swiss-Model, o refinamento no 3Drefine, a validação no PDBsum, a observação e análise da estrutura e a comparação entre as isoformas no PyMOL. As estruturas tridimensionais da SmAK1 e SmAK2 possuem 80% de identidade e as sobreposições obtiveram RMSDs de 0.155 Å e de 0.167 Å atestando a similaridade do enovelamento entre ambas. Os modelos gerados possuem 343 resí­duos de aminoácidos e os gráficos de Ramachandran demonstram que 94,1% dos resí­duos estão em regiões favoráveis, 5,5% em regiões adicionalmente permitidas e 0,3% em regiões não permitidas garantindo a confiabilidade dos modelos gerados. As análises comparativas do sí­tio ativo da AK humana com relação a SmAK1, demonstram pouca variação nos aminoácidos que os constituem, como a substituição da Ser65 na AK humana pelo resí­duo equivalente Ala79 na SmAK1 e a não interação da adenosina com a Ala136 na humana, que corresponderia aos resí­duos funcionais Thr150 da SmAK1 e Thr136 da SmAK2 dos sí­tios ativos. Os resultados obtidos sugerem que dados de ensaios cinéticos com ligantes e possí­veis inibidores sejam realizados para complementar os dados obtidos e embasar conclusões sobre a viabilidade da enzima como alvo potencial para o desenvolvimento de novos fármacos.

Downloads

Download data is not yet available.

References

BBC. As doenças negligenciadas pela indútria farmacêutica que afetam milhões de pessoas no mundo e no Brasil. 2019. Disponí­vel em: <https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2019/01/31/as-doencas-negligenciadas-pela-industria-farmaceutica-que-afetam-milhoes-de-pessoas-no-mundo-e-no-brasil.ghtml>. Acesso: 01 dez. 2019.

BHATTACHARYA, D.; CHENG, J. 3Drefine: Consistent protein structure refinement by optimizing hydrogen bonding network and atomic-level energy minimization. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics, v. sk81, n. 1, p. 119-131, 2012.

BENSON, D. A. et al. GenBank. Nucleic Acids Research, v. 41, p. D36-D42, 2013.

BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. SECRETARIA DE VIGILÂNCIA EM SAÚDE. COORDENAÇíO-GERAL DE DESENVOLVIMENTO DA EPIDEMIOLOGIA EM SERVIÇOS. Guia de Vigilância em Saúde: volume único [recurso eletrônico]. 2ª. ed. Brasí­lia: Ministério da Saúde, 2017. 705 p.

BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. SECRETARIA DE VIGILÂNCIA EM SAÚDE. DEPARTAMENTO DE VIGILÂNCIA EPIDEMIOLÓGICA. Vigilância da Esquistossomose Mansoni: diretrizes técnicas. 4ª. ed. Brasí­lia: Ministério da Saúde, 2014. 144 p.

CALIXTO, P. H. M. Aspectos gerais sobre a modelagem comparativa de proteí­nas. Ciência Equatorial, v. 3, n. 1, 2013. 9-16.

CDC. Saúde Global. Divisão de Doenças Parasitárias. Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC). Infecção por esquistossomose. 2017. Disponí­vel em: <https://www.cdc.gov/dpdx/schistosomiasis/index.html>. Acessoem: 01 dez2019.

CHOTHIA, C.; LESK, A. M. The relation between the divergence of sequence and structure in proteins. The EMBO Journal, v. 8, n. 4, p. 823-826, 1986.

COUTO, F. F. B. Resistência ao praziquantel por pressão quimioterápica em Biomphalariaglabrata infectada com Schistosoma mansoni. Ministério da Saúde. Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, p. 99. 2010.

DOVEY, H. F.; MCKERROW, J. H.; WANG, C. C. Purine salvage in Schistosoma mansonischistosomules. Molecular and Biochemical Parasitology, v. 11, p. 157-167, 1984.

FALLON, P. G.; DOENHOFF, M. J. Drug resistant schistosomiasis: resistance to praziquantel and oxamniquine induced in Schistosoma mansoni in mice is drug specific. American Society of Tropical Medicine and Hygiene, v. 51, n. 1, p. 83-88, 1994..

FALLON, P. G. et al. Short Report: Diminished Susceptibility to Praziquantel in a Senegal Isolate of Schistosoma mansoni. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, v. 53, n. 1, p. 61-61, 1995.

LASKOWSKI, R. A. et al. PDBsum: a web-based database of summaries and analyses of all PDB structures. Trends in Biochemical Sciences, v. 22, n. 12, p. 488-490, 1997.

KATZ, N. et al. Estudo de uma cepa humana de Schistosoma mansoni resistente aagentes esquistossomicidas. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, v. 7, n. 6, p. 381-387, 1973.

NEVES, D. P. et al. Parasitologia Humana. 11ª. ed. São Paulo: Atheneu, 2004. 498 p.

OMS. Organização Mundial da Saúde. Schistosomiasis. 2018. Disponí­vel em: <http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/schistosomiasis>. Acesso em: 01 dez 2019.

QUEIROZ, R. F. G. E. Desenvolvimento e padronização de novas metodologias aplicadas ao diagnóstico e monitoração de cura da esquistossomose mansoni na fase inicial (aguda) e crônica. Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde do Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, p. 188. 2012.

ROMANELLO, L. et al. Adenosine kinase from Schistosoma mansoni: structural basis for the differential incorporation of nucleoside analogues. Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography, v. 69, n. Pt 1, p. 126-136, 2013.

SENFT, A. W. et al. Purine metabolism in Schistosoma mansoni. International Journal for Parasitology, v. 2, n. 2, p. 249-260, 1972.

SCHWEDE, T. et al. SWISS-MODEL: an automated protein homology-modeling server. Nucleic Acids Research, v. 31, n. 13, p. 3381–3385, 2003.

STEGMAN, J. R. et al. Pathways of nucleotide metabolism in Schistosoma mansoni - IV: Incorporation of adenosine analogs in vitro. BiochemicalPharmacology, v. 22, n. 4, p. 459-468, 1973.

SCHRÖDINGER, LCC. The PyMOL Molecular Graphics System, Version 2.0.

Published

2022-02-17