Análise de Impacto do Polimorfismo Genético do Subtipo C do HIV-1 na Interação da Protease Viral com o Inibidor Nelfinavir por Modelagem e Dinâmica Molecular

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Soares, Rosemberg de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica; Serviço de Análise e Apoio a Formação de Recursos Humanos; BR; LNCC; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Enzimas Proteolíticas; HIV-1; Dinâmica Molecular; Nelfinavir; Enzyme aspartyl protease PR; Molecular Dynamics; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/97

O HIV pode ser dividido em HIV-1 e HIV-2. Aquele, por sua vez, pode ser divido nos grupos: M, N e O. O grupo M, que representa 90% das infecções, foi dividido em vários subtipos (A, B, C, D, F, G, H, J e K). Sabe-se hoje que o subtipo mais circulante no mundo (a maior parte na África) é o C, entretanto o mais estudado é o B (prevalente nos EUA e Europa). Diversas etapas do ciclo replicativo do HIV-1 têm sido identificadas como alvos para intervenção farmacológica. Um dos principais alvos é a enzima aspartil protease (PR); é ela que processa as poliproteínas virais Gag e Gag-Pol e sua inibição resulta na formação de partículas virais não infecciosas, sendo atualmente 10 inibidores utilizados em clínica. No entanto, o aparecimento de resistência a esses inibidores leva à falha terapêutica, tendo sido identificados e estudados vários resíduos que se apresentam mutados em isolados resistentes. Uma dessas mutações de resistência é a D30N, que consiste numa mutação primária de resistência exclusiva ao nelfinavir descrita em pacientes soropositivos infectados pelo subtipo B. Entretanto, observações clínicas e laboratoriais mostraram que vírus do subtipo C com a mutação D30N (CD30N) têm baixíssima ocorrência clínica e adaptabilidade reduzida in vitro. Para tentar entender as diferenças causadas pela mutação D30N nos subtipos B e C, foi estudada a interação da PR destes vírus com o peptídeo KARVLAEAM (análogo ao substrato natural de clivagem entre a proteína do capsídeo (CA) e a proteína p2 do HIV-1) e com o inibidor nelfinavir. Também foi estudada a PR CD30N com as mutações compensatórias N83T e N88D, encontradas in vitro e in vivo respectivamente, que se manifestam quando o subtipo C sofre a mutação D30N. Este trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos moleculares e atômicos dos efeitos da mutação D30N na PR dos subtipos B e C. Os resultados mostram que o inibidor e o esqueleto peptídico dos modelos BD30N e CD30N/N83T sofreram as maiores variações, em relação à estrutura inicial. Embora os mutantes CD30N e CD30N/N88D não tenham sofrido variação semelhante, eles apresentaram, assim como os outros dois mutantes, uma redução na intensidade das ligações de hidrogênio que ocorrem entre a PR e o inibidor que estão localizadas próximas à região catalítica e aos flaps. Além disso, todos os mutantes apresentaram redução em seus contatos hidrofóbicos ocorridos na interação receptor/ligante. Alguns dados obtidos indicam que a alça de uma das cadeias é altamente imóvel no modelo CD30N sugerindo que a mutação D30N prejudica o contato do flap com o substrato no subtipo C. Além disso, a análise da estrutura das PRs, interagindo com o substrato, indicou que o mutante CD30N tem uma de suas regiões de α-hélice desestruturada, o que pode estar diretamente associado a não clivagem do substrato. O nosso trabalho provê importantes insights sobre o efeito da mutação D30N na estrutura da PR do subtipo C, bem como na sua interação com o substrato e com o inibidor. Tais dados corroboram e explicam, ao menos em parte, a menor ocorrência da mutação estudada naquele variante genético do HIV-1.