Caracterização da dinâmica de modulação da trombina por inibidores covalentes e alostéricos

Abstract

A trombina é uma serino protease da família das quimotripsinas envolvida na digestão e processos degradativos que possui um importante papel na ativação dos fatores da coagulação e nas vias fibrinolíticas apresentando-se, portanto, como um potencial alvo para o desenvolvimento de novos agentes anticoagulantes. Uma estratégia moderna empregada na busca por tais compostos envolve a elucidação dos aspectos estruturais e dinâmicos associados ao reconhecimento molecular entre enzima e seus moduladores sejam por estratégias ditas experimentais quanto computacionais. Sendo assim, este trabalho apresenta a caracterização de sistemas envolvendo inibidores de trombina, tanto covalentes (PPACK) quanto alostéricos (suramina), através de simulações de dinâmica molecular como meio de estudar a dinâmica e, assim, entender o processo de inativação da trombina para o desenvolvimento de novos agentes antitrombóticos. Os resultados obtidos possibilitaram a caracterização da dinâmica de interação dos referidos inibidores com a trombina, permitindo-nos identificar: 1) o papel do solvente no reconhecimento enzima-inibidores; 2) a modulação conformacional da enzima-alvo na presença de seus moduladores; e 3) o efeito de forças associadas ao empacotamento cristalino sobre a formação de complexos enzima-inibidor. A partir da validação dos protocolos e resultados obtidos, da interação direta com outras metodologias experimentais e da extrapolação de observações funcionais, espera-se, portanto, que os resultados obtidos venham a contribuir no desenvolvimento de uma linha de pesquisas visando o planejamento, a síntese e a obtenção de novos candidatos a protótipos de agentes antitrombóticos.

Thrombin is a serine protease of the chymotrypsin family, involved in digestion and degradative processes playing an important role in the both coagulation factors activation and fibrinolitic pathways. These aspects turn this enzyme a potencial target to development of new anticoagulants agents. A modern approach employed in the search of such compounds involves the elucidation of structural and dynamics aspects associated to molecular recognition between enzyme and modulators through experimental and computational strategies. In this sense, this work presents the characterization of systems concerning thrombin inhibitors, both covalent (PPACK) and allosteric (suramin), through molecular dynamics simulations in order to elucidate and understand the dynamics of thrombin inactivation aiming the development of new antithrombotic agents. The results obtained enabled the characterization of interaction dynamics with these inhibitors to thrombin, allowing us to identify: 1) the role of solvent in enzyme-inhibitors recognition; 2) the conformational modulation of target-enzyme with modulators presence; and 3) the effect of forces associated to crystal packing in the generation of enzyme-inhibitor complexes. From the protocols validation and results obtained, associated to direct interacation with others experimental methodologies and extrapolation of functional observations, it is expected that the results obtained contribute in the promotion of a research line aiming the development, synthesis and the achievement of new candidates to prototypes of antithrombotic agents.