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Tipo do documento: Tese
Título: Busca in silico de novos protó1pos moleculares para inibição da proteína cinase c iota explorando o desenho de líderes baseado em fragmentos
Autor: SANTOS, Leandro Marcos 
Primeiro orientador: SILVEIRA, Nelson José Freitas da
Primeiro membro da banca: AZEVEDO JÚNIOR, Walter Filgueira de
Segundo membro da banca: CANDURI, Fernanda
Terceiro membro da banca: VIRTUOSO, Luciano Sindra
Quarto membro da banca: SILVA, José Maurício Schneedorf da
Resumo: O paradigma do desenho de compostos-líderes baseado em fragmentos moleculares é uma estratégia recente e prolífera da Química Medicinal. Na última década, sete moléculas oriundas desta abordagem foram promovidas a fármacos para a quimioterapia de cânceres perniciosos. A implementação de protocolos in silico, particularmente a simulação de docking molecular, contribuiu decisivamente para o sucesso de alguns desses fluxos de trabalho, e agregou indiscutivelmente maiores vantagens ao desenho racional de novos ligantes partindo de fragmentos. A proteína cinase c iota (PKCι) é um biomarcador implicado em várias disfunções humanas, e vem recebendo merecida atenção para o desenvolvimento de novos inibidores. As estruturas cristalográficas reportadas para esta cinase corroboram o bolso de ligação do ATP como uma das principais cavidades para ancoragem de ligantes de pequenas moléculas. Preliminarmente, a inspeção visual minuciosa deste sítio de ligação sugeriu que importantes hotspots foram subexplorados no modo de ligação estabelecido com o inibidor submicromolar AFU601, cocristalizado na estrutura PDB ID: 6ILZ. O desenho racional de novos inibidores virtuais, partindo de um fragmento central contendo o núcleo 7-azaindol, possibilitou a exploração otimizada destes hotspots, e permitiu interações mais exergônicas, com melhorias significativas na energia de ligação e afinidade. No total, 592 ligantes inéditos tiveram suas propriedades físico-químicas e biológicas preditas por diferentes ferramentas computacionais. Além do aspecto farmacodinâmico, o perfil farmacocinético destes compostos foi investigado no ambiente virtual. A seletividade das melhores moléculas pela PKCι foi avaliada in silico frente a outras cinases do quinoma humano, e estes ligantes com a melhor combinação de propriedades drug-like foram submetidos a ensaios preditivos de acessibilidade e viabilidade sintéticas. Os compostos mais promissores foram iterativamente aprimorados em etapas subsequentes de otimização estrutural guiada por docking, e seus resultados satisfatórios encorajam a síntese química de amostras físicas para ensaios biológicos em modelos experimentais de doenças PKCι-dependentes.
Abstract: Fragment-based lead design paradigm is a recent and prolific strategy in medicinal chemistry. Over the last decade, seven molecules from this approach have become approved drugs for the chemotherapy of pernicious cancers. In silico protocols, particularly molecular docking simulations, have contributed decisively to the success of some of these workflows, and have undoubtedly added greater advantages to the rational design of new ligands based on fragments. Protein kinase c iota (PKCι) is a biomarker implicated in various human dysfunctions, and has been receiving considerable attention for the development of new inhibitors. The crystallographic structures reported for this kinase corroborate the ATP binding pocket as one of the main binding sites for small molecules. Preliminarily, close visual inspection of this pocket suggested that important hotspots were unexploited in the binding mode established with the submicromolar inhibitor AFU601, cocrystallized in the PDB ID: 6ILZ structure. The rational design of new virtual inhibitors, starting from a central fragment containing the 7-azaindole moiety, has enabled the optimized exploitation of these hotspots, and provided more exergonic interactions, with significant improvements in binding energy and affinity. In total, 592 novel ligands had their physicochemical and biological properties predicted by different computational tools. In addition to the pharmacodynamic aspect, the pharmacokinetic profile of these compounds was investigated in the virtual environment. The selectivity of the best molecules for PKCι was evaluated in silico against other kinases of the human kinome, and these ligands exhibiting the best set of drug-like properties were analyzed in predictive tests of synthetic accessibility and feasibility. The most promising compounds were iteratively enhanced in subsequent docking-driven structural optimization steps, and their satisfactory results encourage the chemical synthesis of physical samples for biological assays in experimental models of PKCι-dependent diseases.
Palavras-chave: Desenho de compostos-líderes
Fragmentos moleculares
Química medicinal
Docking molecular
Protein Kinase C iota.
7-Azaindole
Área(s) do CNPq: QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: SANTOS, Leandro Marcos. Busca in silico de novos protó1pos moleculares para inibição da proteína cinase c iota explorando o desenho de líderes baseado em fragmentos. 2023. 214 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2413
Data de defesa: 11-Set-2023
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