DISEÑO DE NUEVOS INHIBIDORES DE SPHK1. CORRELACIÓN ENTRE DATOS EXPERIMENTALES Y CÁLCULOS TEÓRICOS.

GUTIÉRREZ, LUCAS; ENRIZ, DANIEL; MENÉNDEZ, CINTIA; APIGNANESI, GUSTAVO; VETTORAZZI, MARCELA; ANDÚJAR, SEBASTIÁN

Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica. (CAFQI).; 2017

La esfingosina quinasa 1 (SphK1) es un excelente blanco molecular para los procesos inflamatorios asociados a distintos tipos de cánceres. En este sentido, la cristalización relativamente reciente de SphK1 ha permitido una nueva dirección para la búsqueda y diseño de nuevos inhibidores de SphK1. Tanto el sustrato natural como 3 inhibidores sintéticos han sido recientemente co-cristalizados (código PDB: 3VZB, 3VZC, 3VZD, 4L02 y 4V24). Recientemente, hemos reportado 2 nuevas series de inhibidores de la SphK1 obtenidos mediante screening virtual (resultados no publicados). A esta nueva serie (7 compuestos) y a las estructuras cristalizadas se le realizaron simulaciones de dinámica molecular (DM) (3 corridas de 50ns cada una), y con estos resultados se trató de encontrar una correlación entre los datos experimentales (IC50) y las energías de unión obtenidas mediante cálculos Poisson Boltzmann (MM-PBSA/MM-GBSA). Estos resultados indicaron que no es posible establecer una buena correlación entre los datos de DM y los datos experimentales. Por lo tanto, se utilizaron otras dos metodologías para tratar de mejorar esta correlación: a) un estudio QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules) y b) estudios de propensión dinámica de puentes de hidrógeno del Backbone y determinación de aquellos con una propensión dinámica opuesta a su estado en el PDB, CHBs. Para mejorar nuestros cálculos QTAIM se realizó una clusterización de las distintas simulaciones, agrupándolas en 10 estructuras diferentes. Se tomaron estas 10 estructuras para cada inhibidor, sumada a la estructura cristalina y se les realizaron a todas ellas cálculos mecanocuánticos (DFT (M06-2X/6-31G8(d)) con los cuales se realizó un estudio QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules).A partir de los cálculos de propensión dinámica de puentes de hidrógeno sobre Sphk1 en su forma apo se identificaron una serie de interacciones como CHBs. Luego se determinaron las fracciones de tiempo que estas interacciones (CHBs) permanecen formadas en los diferentes complejos objeto de estudio. Finalmente, el promedio global de estos valores para cada inhibidor, se correlacionó con los datos de actividad.Con la incorporación cálculos QTAIM al estudio dinámico fue posible encontrar una muy buena correlación (r2 = 0.85) entre los datos experimentales y aquellos obtenidos mediante cálculos teóricos. Los cálculos de propensión dinámica de puentes de hidrógeno mejoraron estos resultados, con un r2=0.94. Esto indica que estas técnicas permiten encontrar una excelente correlación aun para sitios complejos (grandes y con movilidad por parte de los ligandos) como es el de la SphK1.