Estudio computacional para asistir en la interpretación de la diferencia en la inhibición de glicosilisoxazoles y triazoles sobre la ɑ-glucosidasa

IGNACIO AZNAR; MACARENA S. LE PORS; PEDRO A. COLINAS; LAVECCHIA, MARTIN J.

San Martin

Simposio; 8SAJIB; 2023

UNSAM

Las terapias actuales para el tratamiento de la diabetes tipo 2 incluyen medicamentos de administración oral tales como sulfonilureas, tiazolidinedionas, metformina e inhibidores de α-glucosidasas (hipoglucemiantes). La inhibición de las α-glucosidasas es un enfoque terapéutico que ralentiza la digestión de carbohidratos y la absorción de glucosa y, por lo tanto, estabilizan el nivel de glucosa en sangre y previenen la hiperglucemia en los pacientes diabéticos. En un trabajo se han identificado inhibidores que podrían ser candidatos para el desarrollo de antidiabéticos y, entre ellos, una serie de 1,2,3-triazoles derivados de carbohidratos (Ferreira et al. 2010). Los estudios de docking molecular han mostrado que estos inhibidores se unen al sitio activo de la glucosidasa mimetizando el estado de transición del sustrato. Además, tanto el nitrógeno central del anillo de triazol como el sustituyente no glicosídico presentan interacciones importantes dentro del sitio activo de la enzima. En el presente trabajo se propone el estudio de glicosilisoxazoles y su evaluación como reemplazos bioisostéricos de los triazoles antes mencionados. El objetivo del trabajo es realizar un docking molecular a fin de dilucidar las interacciones dentro del sitio activo enzimático. La actividad inhibitoria de α-glucosidasa se ensayó utilizando la levadura maltasa Saccharomyces Cerevisiae, de acuerdo al procedimiento descrito por Matsui y colaboradores. Debido a la carencia de una estructura experimental de la α-glucosidasa de esta levadura, se utilizó el modelo de AlphaFold para P53341. El sitio activo fue seleccionado en función de la localización de la acarbosa, ligando de la estructura PDB ID 1LWJ y seleccionado como referencia. A modo de refinamiento de la estructura de la proteína, se realizó una minimización y simulación de dinámica molecular en ensamble NTP empleando NAMD2 y campos de fuerza de AMBER. La estructura resultante sirvió de blanco molecular para realizar estudios de docking molecular utilizando FRED y HYBRID, de la suite OpenEye.Los estudios de docking molecular de la α-glucosidasa, evidenciaron posibles interacciones entre los heteroátomos y anillos aromáticos de los glicosilisoxazoles sintetizados y ciertos aminoácidos del sitio activo de la enzima. Se evidencian interacciones negativas de tipo estérico entre el residuo de fenilalanina (Phe157) con el anillo aromático presente en el isoxazol y el anillo glicosídico. Además, no se observan interacciones tipo puente de hidrógeno tan fuertes entre el nitrógeno heterocíclico y residuos de aminoácidos como en el caso de los triazoles, que se ubican en una posición similar al nitrógeno de la acarbosa, lo que permite interactuar con el residuo Asp349.Si bien la función puntuación de los docking moleculares realizados no evidenció una diferencia clara entre los glicosilisoxazoles y triazoles, se pudo dilucidar diferencias en los modos de unión. Estudios de dinámica molecular serán llevados a cabo para cuantificar las diferencias en la interacción con los residuos planteadas en este trabajo.