Laboratório de Cristalografia de ProteínasGrupo de Física Biológica
FCFRP-USP
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Desenho de Fármacos baseado em estrutura de proteínas
M. Cristina Nonato
EstéricaQuímica
-
+-+
-+
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Estrutura
Função
Estrutura de Proteínas: Primária
sequência de aminoácidos
N C
Ligação peptídica
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Os 20 L-aminoácidosG A
D
R I
M R H L C
E N K F Y
Q S W P
V
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Geometria de uma cadeia polipeptítica
Rígida e planar
- ângulo torsional entre os planos definidos pelos átomos C-C- N e C- N-C
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Estrutura de Proteínas: Secundária Hélices
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Mão direita Repetição dos ângulos e Ala, Leu, Glu
Hélice - ( ABUNDANTE)
= - 57o e =- 47o
número de resíduos/volta = 3.6 Estabilizada por pontes de hidrogênio entre os grupos
NH e CO da cadeia principal. O grupo CO interage com o NH 4 resíduos a frente ( sequencialmente)
Hélice – 310 ( PEQUENAS QUANTIDADES)
= - 49o e =- 26o
número de resíduos/volta = 3.0
Val, Ile, Cys, Phe Até seis fitas
Estabilizada por pontes de Estabilizada por pontes de hidrogêniohidrogênio
entre os grupos NH e CO de entre os grupos NH e CO de diferentes fitasdiferentes fitas
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Estrutura de Proteínas: Secundária Folhas
Estrutura de Proteínas : Turns e loops
Gly (flexibilidade estérica), Asp, ProGly (flexibilidade estérica), Asp, Pro
Responsáveis pela reversão da direção da Responsáveis pela reversão da direção da cadeia polipeptídicacadeia polipeptídica
Superfície da proteínaSuperfície da proteína
Resíduos com cargaResíduos com carga
Sítios de reconhecimento dos anticorpos, da Sítios de reconhecimento dos anticorpos, da fosforilação, glicosilação e da hidroxilaçãofosforilação, glicosilação e da hidroxilação
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Interações entre cadeia principal e cadeia lateral
-Ligações covalentes – pontes dissulfeto
-Ligãções de Hidrogênio entre: NH´s e C=O´s grupos amida e cadeias
lateraisdoador grupos OH, NH and
SH e receptor C=0, O-, N, S and O groups
-Interações de Van der Waals, não polares e entre anéis aromáticos
-Ligação Iônica : Lys, Arg e His (+) e Asp, Glu(-)
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Estrutura de Proteínas: Terciária
Estrutura de Proteínas: Quaternária
Oligomerização- subunidades Interações Hidrofóbicas , polares, covalentes,...
HIV-ProteaseLaboratório de Cristalografia de Proteínas
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Cristalografia de raios-X
NMR – alinhamento do spin nuclear
SAXS ( baixo ângulo ) – máscara
Dicroísmo circular – absorção de luz - elementos de estrutura secundária
Fluorescência – absorção Triptofanos , Tirosinas
EPR – alinhamento dos spins eletrônicos
Modelagem Molecular
Genoma Estrutural
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Fármaco
RECEPTOR
-
++
-
++
-
-
RELAÇÃO
Fármaco X receptor
“BONS INIBIDORES DEVEM APRESENTAR COMPLEMENTARIDADE QUÍMICA E ESTRUTURAL”
+ +
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Desenho de fármacos baseado em estrutura de proteínas
Abordagem racional
Doenças estão associadas a eventos moleculares
Validação
Estrutura tridimensional
SeletividadeALVO (S)
Desenho de fármacos baseado em estrutura de proteínas
SÍTIO(S) PARA INIBIÇÃO
Sítio ativo
Sítio de ligação do cofator
Superfície da proteína (loop)
...
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Desenho de fármacos baseado em estrutura de proteínas
Composto (S) de partida ( inibidor )
Métodos experimentais
Produtos naturais
Química Combinatorial
Banco de compostos (Indústria)
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Ensaios biológicos
“High-Throughput screening”
Desenho de fármacos baseado em estrutura de proteínas
Composto (S) de partida ( inibidor )
selecionar e predizer conformação dos ligantes
Métodos Computacionais
“Docking” ( banco de estruturas )
QSAR...
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DOCKING
Reconhecimento molecular( químico e estérico)
Campo de Força (Ex: Amber)
Função de pontuação (energia)
GRID
Flexibilidade
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Química sintética
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XK-263 inhibitor binding to HIV-1 Protease (1hvr)
Sialic acid binding to Hemagglutinin (4hmg)
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AlvoEstrutura 3D
do alvo
Screening de
compostos de partida
Estrutura alvo + inibidor
DockingAb initio
Produtos naturais
Banco de dados
de compostos
Sítios e modo
de ligação
Alterações no inibidor
Química sintética
Modelagemteórica
Química combinatorial
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Fármaco
Inibidor
Testes clínicos
Testes pré-clínicos
Toxicidade
Veiculação
PropriedadesFarmacocinéticas
ModelagemMolecular
Toxicologia
NMR
Química Combinatorial
Espectroscopia
Biologia Molecular
Bioquímica
Produtos Naturais
Química Sintética
Cristalografia de Proteínas
Fármaco
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Agradecimentos
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