Del genoma a la droga: Aplicación de un esquema bioinformático para el descubrimiento de nuevas drogas para la fase de latencia del bacilo  Mycobacterium tuberculosis. 

LUCAS A. DEFELIPE; MARCELO MARTI; FEDERICO OSMAN; ADRIAN TURJANSKI; JAVIER SANTOS

Rosario

Congreso; XXIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE MICROBIOLOGÍA; 2016

Asociación Latinoamericana de Microbiología

Introducción.  La  tuberculosis  sigue  siendo  un  problema  de  salud  a  nivel  mundial.  Un  millón  y  medio  de  personas  al  año  mueren  por  esta enfermedad  siendo  la  primera  causa  de muerte  entre  los  infectados  con el  virus  de  la  inmunodeficiencia  humana  (HIV).  El microorganismo causante de la enfermedad, Mycobacterium tuberculosis  (Mtb.) , es una bacteria de crecimiento lento que vive dentro de los macrófagos del hospedador,  en  donde  puede  residir  por  años  sin  producir  ningún  síntoma  de  la  infección  en  un  estado  que  se  conoce  como  de  latencia. Las   Cyclopropane  Mycolic  Acid  Synthases  (CMAS)  son  metiltransferasas  dependientes  de  S‐adenosil‐L‐metionina  (SAM)  responsables  de  las modificaciones  de  que  sufren  los  Acidos  Micolico.  Cada  una   de  estas  enzimas  posee  una  selectividad  marcada  y  un  producto  específico pudiendo realizar reacciones tan diversas como la ciclopropilación o generar grupos metil‐alcoholes a partir de olefinas. Objetivo.  Comprender  los  determinantes  moleculares  de  la  selectividad  de  la  familia  de  CMAS  y  proponer  nuevos  compuestos  capaces  de inhibir a estas enzimas. Materiales  y  métodos.  Realizamos  un  estudio  mediante  técnicas  bioinformáticas  y  de  química  computacional  de  la  familia  de  proteínas perteneciente a las CMAS. Las dinámicas moleculares fueron realizadas con AMBER y los dockings con rDock. Resultados.   Encontramos  los  determinantes  moleculares  de  la  selectividad  de  lo  productos  en  las  distintas  CMAS,  proponiendo  algunos cambios puntuales para poder validar estos  resultados experimentalmente. En particular cambios  respecto a la CMAS canónica  cmaA2 en el loop nC‐B4 (GxE) determinan la selectividad de unión de un ión bicarbonato en el sitio activo de estas enzimas causando que posean actividad hacia  modificaciones  con  grupos  alcoholes  mientras  que  cambios  en  el  loop  B4‐n1  (ExD)  causan  una  metilación  e  isomerización  del  doble enlace.Conociendo los determinantes moleculares de estas enzimas nos abocamos a diseñar un protocolo de búsqueda virtual de compuestos específicos para la subfamilia de enzimas CMAS que contienen un ión bicarbonato en su sitio activo (cmaA1‐2, pcaA, mmaA2 y umaA) utilizando a  umaA  como  referencia.  En  esta  sección  proponemos  distintos  grupos  miméticos  al  bicarbonato  (Urea,  Glicina,  Carbamato,  Ácido metoxiacético y Hidroxifuranona)  que pueden actuar como  farmacóforos buscando en la base de datos ZINC. Esta base de datos de más de 30.000 compuestos  fue utilizada para  realizar la  búsqueda virtual con una posterior estimación de las energías de unión mediante dinámica molecular y MM‐PBSA. Conclusiones. Concluimos que los mejores compuestos están basados en Urea y Glicina debido, en parte, a la interacción que pueden realizar con sus grupos amino con un glutámico presente en el sitio activo de este subconjunto de CMAS. En resumen, hemos  encontrado los diversos mecanismos de reacción de las CMAS y utilizado esta información para proponer nuevas moléculas con actividad bactericida.