ESTUDO DE DOCKING MOLECULAR DA PIPERINA COM A PROTEINA CYP51: PIPERINA UM POTENCIAL FÁRMACO ANTI-LEISHMANICIDA

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Carpina de Oliveira Filho, M.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Mendonça de Oliveira, L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; do Nascimento, M.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Paes da Silva, L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Barbosa da Silva, W.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; de Oliveira Pinheiro, S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Silva Marinho, E. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CERÁ)

Resumo

A leishmaniose é uma doença infecciosa, causada por parasitas do gênero Leishmania que vivem e se reproduzem no interior dos macrófagos. Ela é transmitida por insetos hematófagos. Estudos comprovam que a molécula piperina é bastante usada como leishmanicida sendo um dos constituintes da pimenta, que possui atividade antioxidante, antibactericida, antivermicida entre outras. Para este estudo foi utilizada a metodologia do Docking molecular, uma poderosa ferramenta na busca de novos fármacos, foi realizado o software Vina para o estudo da interação da piperina com a CYP51. Obtemos as energias de interação fármaco-proteína e os valores de rmsd que mostram a estabilidade da ligação. Os valores obtidos mostram que a piperina possui um grande potencial farmacológico frente à leishmaniose.

Palavras chaves

Docking molecular; Piperina; Leishmaniose

Introdução

As leishmanioses (LH) são enfermidades decorrentes dos protozoários do gênero Leishmaniae. Essas doenças se dividem em leishmaniose cutânea (LC), que afeta a pele e as mucosas, e a leishmaniose visceral (LV) que afeta órgãos internos e pode levar a óbito em mais de 90% dos casos (LEISHMANIOSE,2013; PELISSARI et al.,2011). A LH é transmitida ao homem e a outros mamíferos, por insetos chamados de flebotomíneos. A transmissão se dá pela picada de uma fêmea do mosquito (LEISHMANIOSE,2013). Entre os anos de 2005 e 2009 foram registrados no Brasil em média 3.679 e 24.684 casos/ano, de LV e LC respectivamente, com mortalidade de 5,8% em 2009, e embora dados do Ministério da Saúde demonstrem uma diminuição nos casos da LH no período de 2005-2015 ela ainda afeta milhares de pessoas todos os anos, sendo a região Nordeste e Sudeste as mais afetadas. O tratamento das LH é feito por fármacos como o antimoniato de meglumina, pentamidina, anfotericina B e a miltefosina (FERREIRA et al.,2012; BRASIL,2017). Buscando um novo tratamento para a LH procurou-se estudar a piperina, uma amida natural que está presente em diferentes espécies do gênero Piper, sendo mais encontradas na pimenta do reino (FERREIRA et al.,2012). Tomando como base os vários estudos sobre a ação antiparasitária da piperina, como os estudos de Kapil 1993, Raay et al 1999 e Veerareddy 2004, foi feito um estudo de Docking molecular (DC) com a proteína 14alfa- desmetilase (CYP51), uma enzima que faz parte da superfamília dos citocromos P450. Proteína envolvida na biossíntese de esteroides fundamentais na manutenção das membranas celulares de diversos parasitas (SUETH-SANTIAGO et al.,2015). Este trabalho teve como objetivo utilizar o DC para estudar o potencial antileishamaniose da piperina.

Material e métodos

Neste trabalho, foi utilizado um software de acesso gratuito baseado no sistema operacional do Microsoft Windows®. O primeiro procedimento foi a obtenção da proteína 14alfa-desmetilase no repositório Protein Data Bank (PDB), que se encontra com o cóptico 5TL8 (onde a CYP51 se encontra complexada com posaconazole)(PODUST et al., 2017). A segunda etapa, foi a obtenção da estrutura da piperina, através do repositório ChemSpider, tendo o código de acesso 553590. Para a preparação da proteína para o acoplamento foi utilizando o software AutoDockVina (TROTT; OLSON, 2009), onde foram retirados os resíduos (H2O e o ligante que já estava complexado com a proteína), que poderiam vim a interferir nos resultados, em seguida a estrutura foi salva no formato PDBQT. Para a preparação do ligante foi feito primeiramente um cálculo de otimização usando o software MOPAC2016, versão 18.063w (JAMES, 2016), como método semi-empírico PM7 e utilizando como solvente a água. Após a preparação do ligante e da proteína CYP51, o Docking molecular foi realizado utilizando-se o software Vina®, utilizando o ligante flexível e a proteína rígida, sendo as interações salvas no formato PDBQT.

Resultado e discussão

Métodos de DC têm como principal objetivo prever o modo de ligação e a afinidade de pequenas moléculas dentro do sítio ativo de um receptor de interesse. (SILVA,2017). A CYP51 que é responsável pela desmetilação do lanosterol, uma etapa da biossíntese de lipídios de membrana de fungos, sendo desta maneira de fundamental importância para manutenção da estrutura celular, dessa forma a CYP51 se caracteriza como um alvo promissor de fármacos fungicidas e parasitários (SUETH-SANTIAGO et al.,2015). Para o DC, foi utilizada a CYP51 (Figura 1), através do repositório Protein Data Bank, onde ela está registrada com o código 5TL8 (PODUST et al.,2017). A piperina (Figura 2A) é formada por um grupo 1,3-benzodioxola (1), uma cadeia de ácido pentadienoico (2) e o fragmento piperidina (3), essa substância possui atividades, amebicida, anticonvulsivante, antifúngica, antitumoral, Leishmanicida dentre outras (FERREIRA et al.,2012).

Estrutura da proteína CYP51, um alvo de fármacos anti-leishmanicida.


A.Piperina e suas subunidades, B.Sobreposição das duas conformações da piperina que obtiveram melhor resultado no Docking

Conclusões

A Química Computacional vem se mostrando umas ferramentas mais versáteis e poderosas na busca de novos fármacos, sendo de grande importância para a diminuição de custos e no tempo de prospecção de novas drogas. O docking demonstrou que a piperina se ligou de forma energeticamente favorável a CYP51, onde os valores baixos de rmsd comprovam que a estrutura fármaco-proteína é estável o suficiente para que a piperina tenha ação leishmanicida, assim como as energias baixas. Esse estudo preliminar pode servir para estudos posteriores, in vitro e in vivo, da ação da piperina frente a leishmaniose.

Agradecimentos

A Universidade Estadual do Ceará (UECE), ao Laboratório de Química Inorgânica (LQUIN) e a FUNCAP que deram total apoio a realização deste trabalho.

Referências

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