Bioinformática estrutural aplicada ao estudo de enzimas da via metabólica do ácido chiquímico

Abstract

Esta tese trata da caracterização espectroscópica por dicroísmo circular e fluorescência, caracterização estrutural utilizando as técnicas de cristalografia de raios X e espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) de duas (chiquimato quinase e corismato sintase) das sete enzimas da via metabólica do ácido chiquímico na forma apo e em complexo com seus respectivos ligantes naturais e o desenvolvimento de abordagens computacionais para implementação e integração de ferramentas de modelagem molecular comparativa e análise das estruturas tridimensionais geradas em larga escala das enzimas da via do ácido chiquímico de microorganismos e de plantas. A motivação deste trabalho é o fato de que a tuberculose e outras doenças também negligenciadas causadas por microorganismos são a causa de morte de milhões de pessoas no mundo, assim a caracterização estrutural de proteínas alvo para propor novas drogas tornou-se essencial. O principal interesse no estudo da via do ácido chiquímico é o fato que a via não esta presente em humanos, o que a torna alvo seletivo para desenho de drogas, diminuindo o impacto das drogas em humanos. Os resultados obtidos a partir das técnicas experimentais utilizadas neste trabalho possibilitaram um melhor entendimento do mecanismo catalítico das enzimas chiquimato quinase e corismato sintase. A partir dos dados de modelagem molecular em larga escala, foi possível montar um banco de dados relacional e curado, o SKPDB, que contém anotações detalhadas sobre a função e estrutura das enzimas, podendo ser acessado emhttp://lsbzix.rc.unesp.br/skpdb/index.html. Este trabalho aumenta a certeza de que a modelagem molecular comparativa em conjunto com técnicas experimentais é uma ferramenta útil e valiosa na anotação de seqüências e no estudo estrutural e funcional de proteínas.

This thesis deals with the spectroscopic characterization by fluorescence and circular dicroismo, structural characterization using the techniques of X-ray crystallography and X-ray scattering at low angles (SAXS) of two (corismato synthase and shikimate kinase) of the seven enzymes of the metabolic pathway of chiquimic acid in apo form and in complex with their natural ligands and the development of computational approaches to implementation and integration of tools for molecular modeling and comparative analysis of three-dimensional structures generated in a large scale means of the enzyme chiquimic acid of microorganisms and plants. The motivation of this work is the fact that tuberculosis and other neglected diseases also caused by microorganisms are the cause of death of millions of people around the world, so the structural characterization of proteins offer new targets for drugs has become essential. The main interest in studying the path of chiquimic acid is the fact that the route is not present in humans, which makes selective target for design of drugs, reducing the impact of drugs in humans. The results obtained from the experimental techniques used in this study allowed a better understanding of the catalytic mechanism of shikimate kinase enzymes and corismato synthase. From the data of molecular modeling in large scale, it can build a relational database and cured, the SKPDB which contains detailed notes on the structure and function of enzymes, which can be accessed in http://lsbzix.rc.unesp.br/skpdb/index.html. This work increases the certainty that the comparative molecular modeling together with experimental techniques is a useful and valuable tool in the annotation of sequences and the study of structural and functional proteins.