EVALUACIÓN DE MODELOS POR HOMOLOGÍA DEL RECEPTOR RDL DE INSECTOS PARA SCREENING VIRTUAL: INFLUENCIA DEL ESTADO CONFORMACIONAL DEL TEMPLADO EN pLGICs

FELSZTYNA, IVAN; VILLARREAL, MARCOS; GARCIA, DA; MIGUEL V

Simposio; 6 Simposio argentino de Jóvenes Investigadores en Bioinformática; 2021

Argentine Regional Student Group (RSG-Arg)

Los canales iónicos pentaméricos activados por ligando (pLGICs) constituyenuna gran familia de receptores transmembrana ampliamente expresados enanimales y en algunas bacterias. Esta familia incluye a los receptores del ácidoγ-aminobutírico (GABA), entre otros. El homopentámero de la subunidad RDLes el principal receptor de GABA en el sistema nervioso de los insectos. Estereceptor presenta diferencias estructurales con los receptores GABAA devertebrados que le otorgan un comportamiento farmacológico particular. Porello, el receptor RDL (R-RDL) es uno de los blancos más relevantes para launión de insecticidas. Debido a las dificultades que implica la cristalización depLGICs, se ha utilizado en numerosos estudios el modelado por homologíapara obtener estructuras de estas proteínas y realizar estudioscomputacionales de su unión a ligandos. Sin embargo, no ha sido estudiado enprofundidad el impacto que podría tener el estado conformacional del templado(o estructura molde) en el desempeño del modelo obtenido para un screeningvirtual. En este trabajo nos proponemos obtener modelos por homología del RRDL en distintos estados conformacionales y evaluar su desempeño en unscreening virtual retrospectivo de insecticidas bloqueantes del canal. Para ello,se obtuvieron quince modelos del R-RDL basados en distintos templados de lafamilia pLGICs, cuyas estructuras representan los tres estadosconformacionales conocidos para estos canales iónicos: cerrado, abierto ydesensibilizado. Sobre estos modelos, se realizaron ensayos de dockingmolecular con un conjunto de ligandos activos e inactivos. Para evaluar eldesempeño, se calcularon la curva ROC y los factores de enriquecimiento paracada modelo. Además, se realizaron simulaciones de dinámica molecular(SDM) de los mejores modelos para cada estado conformacional. Lasestructuras iniciales se tomaron de las poses obtenidas para el insecticidafipronil, un compuesto canónico para el sitio de unión. Los parámetros dedesempeño mostraron variaciones de acuerdo a los estados conformacionalesde los modelos, particularmente en cuanto al enriquecimiento temprano deligandos activos. Se evaluó la correlación de estos parámetros con distintasvariables, con el objetivo de analizar cuáles fueron los factores determinantespara la correcta identificación de ligandos. Se observó que la identidad desecuencia no resultó relevante, mientras que algunas propiedadesestructurales del canal, como el área y el volumen accesibles al solvente y eldiámetro del poro a la altura de ciertos residuos, pueden dar cuenta de lasvariaciones en el desempeño. Los mejores resultados se obtuvieron con unmodelo basado en un templado en estado conformacional cerrado. El análisisde las SDM confirma que las interacciones entre los residuos del sitio de unióny el insecticida fipronil coinciden con los resultados experimentales disponiblesen el modelo cerrado, mientras que no se presentan de manera estable en losotros dos estados conformacionales. Tomando en conjunto estos resultados,puede destacarse que es necesario explorar diversos templados para obtenermodelos por homología confiables en este receptor de la familia pLGICs,siendo particularmente relevante el estado conformacional del canal. El modeloque presentó las mejores métricas de desempeño podría ser utilizado en unscreening virtual prospectivo de nuevos compuestos insecticidas