Busca de alvos proteicos para desenvolvimento de inibidores enzimáticos em sistemas hospedeiro-parasito

Abstract

Diante da necessidade de uma metodologia para buscar e avaliar a relevância do desenvolvimento de inibidores para enzimas específicas em um organismo patógeno que pudesse ser aplicada em sistemas hospedeiro-parasito em geral foram utilizados dois modelos; um envolvendo um vertebrado, Homo sapiens, e um protozoário, Leishmania major, e o outro envolvendo cinco espécies de plantas, Arabidopsis thaliana, Brassica rapa, Glycine max, Jatropha curcas e Ricinnus communis, e o fungo Fusarium oxysporum. Através de aplicações de técnicas tradicionais de comparação de homologia de sequência por busca de similaridade e modelagem de Markov, a metodologia caracteriza o tipo de especificidade enzimática associado aos alvos proteicos que podem ser considerados para o controle da leishmaniose e da podridão radicular causadas por L. major e por F. oxysporum, respetivamente. Além disso, para predizer computacionalmente os genes críticos através de simulações baseadas em restrições da produção de biomassa utilizando a reconstrução metabólica de F. oxysporum foi utilizada Flux Balance Analysis, seguido de modelagem tridimensional dos genes críticos no caso de F. oxysporum A metodologia de busca por enzimas específicas permitiu de identificar 40 enzimas estritamente específicas de L. major no seu sistema parasitário com H. sapiens, dentre essas é podemos sugerir as enzimas esterol 24-C-metiltransferase, piruvato fosfato diquinase, tripanotiona sintetase e RNA-edição ligase como alvos apropriados para o desenvolvimento de fármacos para leishmaniose. Ao aplicar a mesma metodologia no modelo planta-fungo, foi possível identificar 30 enzimas específicas para F. oxysporum em relação às cinco espécies de plantas estudadas. A modelagem por FBA permitiu identificar 39 enzimas de F. oxysporum, críticas para a produção de biomassa, cuja inibição teria potencialidade de desarticular a rede metabólica do fungo in vivo, sendo que duas, F9F4G5 e F9FSB6 (consideradas como sendo análogas com suas contrapartes em A. thaliana) seriam apropriada para o desenvolvimento de inibidores específico do fungo. Por último, somente foi possível modelar a estrutura 3D do par de uma das enzimas consideradas críticas para a produção de biomassa pelo fungo F9F4G5 (EC: 3.5.4.26), de F. oxysporum com seu respectivo par Q8GWP5 (EC: 3.5.4.26) em A. thaliana. Portanto, a enzima de F. oxysporum, F9F4G5, pode ser considerada um alvo apropriado à inibição uma vez que está envolvida no crescimento do fungo e regulação de processos biológicos essenciais.