Análise da Dissociação entre as Proteínas H-2 de Classe I e Epítopos da Extensão COOH-Terminal da CPB de Leishmania (L.) amazonensis

Abstract

Novas estratégias para controlar a infecção por Leishmania spp demandam um grande conhecimento a respeito de vários aspectos da doença e um entendimento dos eventos que ocorrem em escala molecular durante esta infecção. Uma das questões essenciais durante a infecção por Leishmania é a capacidade dos peptídeos derivados da região COOH-terminal da cisteíno-proteinase tipo B (CBP) da Leishmania de interagir com a fenda do MHC (complexo principal de histocompatibilidade, do inglês Major histocompatibility complex) de classe I. Foi proposto que durante o estágio intracelular do parasito podem ocorrer interações entre fragmentos da região COOH-terminal da CPB e o sistema imune do hospedeiro vertebrado, especificamente com as proteínas do MHC de classe I. No modelo murino, a CPB da Leishmania amazonensis promove a regulação da resposta imune, e os fragmentos da sua extensão COOH-terminal (cyspep) são reportados como importantes fatores para a infecção. Peptídeos derivados da cyspep interagem com a proteína H-2 (MHC de camundongos) de classe I, e podem ter um papel chave na interação parasito-hospedeiro, sinalizando para clones específicos de linfócitos T. Neste trabalho, aplicamos uma abordagem de simulação da dinâmica molecular para estudar o processo de dissociação de sete peptídeos derivados da cyspep, previamente identificados como capazes de interagir com as proteínas H-2 de classe I. No entanto, o processo de saída de peptídeos da fenda da proteína H-2 é considerado um evento raro, e as simulações da dinâmica molecular tradicional não são capazes de reproduzir este processo em um tempo computacional factível. Aplicamos a metadinâmica (MetaD) para simular a dissociação desses peptídeos da fenda dos receptores H-2 Utilizando esta abordagem, fomos capazes de calcular a energia livre de dissociação correspondente a cada uma dos complexos e descrever, em escala molecular, o processo de saída dos peptídeos. Para testar a aplicabilidade desta abordagem, executamos as simulações de MetaD em um conjunto de validação composto de quatro estruturas cristalográficas H-2/peptídeos. Nossos resultados mostraram valores consistentes de \0394Gdissociação calculados pelos ensaios de MetaD, quando comparados com os valores obtidos do servidor PDBePISA. Exploramos o processo de dissociação dos peptídeos que formaram complexos com as proteínas H-2 Ld e Db, e algumas das principais interações entre estes peptídeos e os receptores H-2 foram identificadas. As interações de hidrogênio mais persistentes ocorreram entre a região NH2- terminal dos peptídeos e os resíduos da fenda das proteínas H-2, exceto para o complexo 11, onde não houve formação de ligações de hidrogênio com a região NH2-terminal do peptídeo. Para o haplótipo Db, observamos ligações de hidrogênio mais persistentes sendo mantidas entre o resíduo Glu63 da proteína e a região NH2-terminal do peptídeo, corroborando que este resíduo é uma importante âncora para a ligação do peptídeo à proteína H-2. Para todos os complexos, observamos três regiões de influência da energia de interação intermolecular entre os peptídeos e a proteína. Isto sugere uma distância mínima (~25 Å) para que a interação entre os peptídeos e as proteínas H-2 concretamente ocorram