Estudio computacional del ligado de sustrato e inhibidores a un transportador de membrana tipo ABC.

JARA, GABRIEL E.; VERA, D. MARIANO A.; PIERINI, ADRIANA B.

Salta, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica.; 2009

AAIFQ, Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción. La resistencia a multiples drogas (MDR) es la condición de una célula, procariota o eucariota, de resistir a concentraciones letales de drogas. La P-glicoproteína humana (MDR1:ABCB1, P-gp) es una proteína de transmembrana de la superfamilia ABC, que actúa como bomba de eflujo. Expulsa una gran variedad de sustratos, entre ellos fármacos antitumorales y antivirales, usando la hidrólisis de ATP como fuerza impulsora. Además, existen proteinas ABC en bacterias Gram+ y hongos que son homologas a la P-gp y confierenresistencia a antimicrobianos, probablemente a través del mismo mecanismo, razón por la cual, además de su interés biofísico básico es un modelo para el desarrollo de inhibidores (Inhs) de MDR. Para el diseño racional de Inhs, es importante ubicar los posibles sitios de unión y la naturaleza de las interacciones con la proteína, y a partir de éstos datos caracterizar las propiedades físicoquimias típicas de sustratos e Inhs. Objetivo. En este trabajo presentamos y probamos un modelo estructural de transportador ABC inmerso en una bicapa lipídica de POPC (palmitoil-oleoil-fosfatidilcolina) que resulta útil para simulaciones de dinámica molecular (DM) y docking molecular, que se emplean en la evaluación de posibles Inhs.Resultados. Las simulaciones de DM permitieron encontrar las condiciones óptimas que permiten reproducir valores experimentales de parámetros de membrana críticos como el parámetro de orden y el área por lípido (fig 1). Distintas geometrías a distintos tiempos de estas simulaciones equilibradas fueron empleadas para estudios de docking, donde se evaluaron sustratos modelos, Inhs bien conocidos y productos naturales con potencial actividad inhibidora. Se encontró que la berberina (un antimicrobial natural) comparte el sitio de reconocimiento de los sustratos rodaminas 6G y 123; extensamente utilizadas en experimentos de eflujo, merced a sus propiedades luminiscentes. Se determinaron energías libres de ligado de otros productos naturales con potencial actividad inhibitoria, resultando algunas de ellas comparables a las del tariquidar, un Inh de MDR de tercera generación, de orígen sintético.Conclusión. Se determinaron los principales sitios de unión de los Inhs estudiados, uno de ellos es compartido con el sitio de las rodaminas, pero con energías al menos 7 kcal/mol más favorables, en acuerdo con la evidencia experimental. Un mecanismo alternativo de inhibición involucraría el ligado en las interfases entre las a-hélices 2 y 11 y 5 y 8, estas interfases o "bisagras" estarían relacionadas con el cambio conformacional requerido para la extrusión.Proyecciones. En virtud de los resultados obtenidos, que permiten al menos preliminarmente validar el modelo, se proyectan simulaciones P-gp/inhibidor de larga duracion para una descripción más detallada del mecanismo de interacción.