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http://hdl.handle.net/1843/72735| Type: | Dissertação |
| Title: | Triagem virutal para prospecção de inibidores contra a protease NS2B-NS3 de Zika vírus |
| Authors: | Beatriz Murta Rezende Moraes Ribeiro |
| First Advisor: | Rafaela Salgado Ferreira |
| First Referee: | Lucas Bleicher |
| Second Referee: | Vinicius Gonçalves Maltarollo |
| Abstract: | A doença de Zika, causada pelo vírus de mesmo nome, geralmente se manifesta com sintomas leves, mas pode resultar em complicações graves, como a síndrome congênita de Zika em recém-nascidos e Guillain-Barré em adultos. Não existem tratamentos aprovados, sendo necessários estudos nesse sentido. A protease NS2B-NS3 realiza um papel essencial na replicação viral, tornando-se um alvo promissor para estudos de desenvolvimento de fármacos. Este trabalho integrou abordagens computacionais e experimentais para identificar inibidores desta protease. O protocolo de triagem virtual foi desenvolvido considerando as estruturas resolvidas experimentalmente da enzima, levando em consideração sua estrutura e conformação do sítio ativo. O programa utilizado foi o Dock6 e a validação do protocolo foi feita em relação a reprodução de poses cristalográficas (cross-docking) e a performance na triagem virtual (avaliação da AUC da curva ROC e fator de enriquecimento). O cross-docking não obteve sucesso na reprodução de poses em nenhuma estrutura tridimensional utilizada. Devido ao predomínio de ligantes macrocíclicos, foram realizados estudos sobre o impacto do uso de conformações de entrada mais similares as poses cristalográficas no sucesso do cross-docking, mas não observou-se melhora significativa no resultado. Foram construídas curvas ROC utilizando dois conjuntos testes, decoys gerados pelo DUD-E e compostos inativos reportados na literatura. A curva referente ao primeiro grupo apresentou baixa performance (AUC = 0,487), enquanto a do segundo apresentou um excelente desempenho (AUC = 0,962). No entanto, esse resultado pode estar enviesado devido as características dos ligantes inativos, que possuem predomínio de cargas 0 e 1, enquanto entre em relação aos ligantes ativos predominam ligantes com cargas 3. Além do sítio ativo ter característica negativa, a função de pontuação empregada não considera a energia de dessolvatação, favorecendo compostos com carga formal positiva. A partir da triagem virtual da biblioteca BraCoLi foram selecionados dezesseis compostos, dos quais 10 foram disponibilizados e submetidos a experimentos in vitro. Todos apresentaram baixa inibição quando avaliados a 100 µM. O ligante BR20151 (31% de inibição) foi submetido a caracterizações adicionais que indicaram comportamento agregador para a molécula. |
| Abstract: | Zika disease is caused by the Zika virus and is known to cause mild symptoms but also result in severe complications such as Zika congenital syndrome in newborns and Guillain-Barré syndrome in adults. There are no approved treatments, thus further research in this direction is needed. The NS2B-NS3 protease plays a crucial role in viral replication, making it a promising target for drug development studies. This work integrated computational and experimental approaches to identify protease inhibitors. The virtual screening protocol was developed considering experimentally resolved enzyme structures, taking into account its overall structure and active site conformation. Dock6 was employed for docking, and the protocol was validated considering the reproduction of crystallographic poses (cross-docking) and its screening performance (based on evaluation of the ROC curve's AUC and enrichment factor). Cross-docking results did not succeed in any structure considered. Due to the prevalence of macrocyclic ligands, we evaluated the impact of using entry conformations more similar to the crystallographic poses on the success of cross-docking, but no significant improvement was observed. ROC curves were constructed using two test sets: decoys generated by DUD-E and inactive compounds reported in the literature taken from Abrams (2020). The curve for the first group showed low performance (AUC = 0.487), while the second exhibited excellent performance (AUC = 0.962). However, this result may be biased due to the characteristics of inactive ligands, which predominantly have charges of 0 and 1, compared to active ligands among which charges of 3 dominate. Besides, the active site has a negative electrostatic potential, and the scoring function employed does not consider the desolvation energy, favoring compounds with a positive formal charge. Virtual screening of the BraCoLi library resulted in a selection of sixteen compounds, of which 10 were made available and subjected to in vitro experiments. All showed low inhibition when evaluated at 100 µM. The ligand BR20151 (31% inhibition) underwent additional characterizations indicating an aggregating behavior for the molecule. |
| Subject: | Bioquímica e Imunologia Zika virus Preparações Famacêuticas Triagem |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/72735 |
| Issue Date: | 1-Dec-2023 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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