UDP-N-acetilglicosamina 2-epimerase de Staphylococcus aureus: estrutura, dinâmica e prospecção de novos ligantes

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Azevedo, Érika Chang de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Staphylococcus aureus; Ácidos teicóicos de parede; Antibióticos beta-lactâmicos; Beta-lactam antibiotics; MRSA; UDP-N-acetylglucosamine 2- epimerase; UDP-Nacetilglicosamina 2-epimerase; Wall teichoic acid
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29092020-091852/

A bactéria Gram-positiva Staphylococcus aureus é uma causadora importante de infecções resistentes a antibióticos nos sistemas de saúde em todo o mundo. Tem sido demonstrado que os ácidos teicóicos de parede (WTA) pode ser um alvo importante para o desenvolvimento de fármacos que combatem infecções resistentes, em especial aos antibióticos beta-lactâmicos. A enzima UDP-N-acetilglicosamina (UDP-GlcNac) 2-epimerase ou MnaA de S. aureus, é uma das primeiras enzimas que compõe a via de biossíntese da WTA. Neste trabalho, simulações de dinâmica molecular detalhadas utilizando a estrutura cristalográfica da enzima foram realizadas para caracterizar as mudanças conformacionais que ocorrem devido à presença ou ausência do cofator UDP e do substrato UDP-GlcNac. Utilizando diferentes técnicas de simulação, como dinâmicas moleculares aceleradas pela adição de um potencial enviesado (ABMD) e pela adição de potenciais gaussianos ao potencial total ou de diedro do sistema (GAMD), foi possível acessar o perfil energético para a proteína com e sem ligantes. Os dados obtidos em mais de 32 µs de dinâmica molecular indicam que os aminoácidos presentes no sítio ativo e carregados positivamente têm papel fundamental no movimento de fechamento entre os domínios e na manutenção do substrato no sítio catalítico. Além disso, foi possível concluir que a proteína apresenta um perfil energético dinâmico, que é modificado pela presença das moléculas de UDP/UDP-GlcNac e que fornece indícios sobre o mecanismo de entrada do substrato e saída do produto. Para a busca de ligantes e possíveis inibidores da enzima, foram realizados experimentos de docagem molecular, onde foram encontrados 17 possíveis ligantes. Para a realização dos testes in vitro, a proteína recombinante foi produzida e testada em ensaios de DSF e DSF quantitativo com a adição do substrato e das moléculas selecionadas no processo de docagem. Foi identificada a interação entre a enzima MnaA e o beta-lactâmico ticarcilina, abrindo a possibilidade de uma nova farmacodinâmica associada a este antibiótico, o qual já é utilizado comercialmente.