Análisis de lacasas fúngicas en potencial acoplamiento con agrotóxicos mediante ensayos de docking molecular

AYALA SCHIMPF, AR; CASTRILLO, ML; SALVATIERRA, K; FONSECA, MI; ZAPATA, PD

Posadas - Modalidad virtual

Simposio; SAPROBIO 2021; 2021

El Clorpirifos y el 2,4D-diclorofenoxiacético son plaguicidas con participación muy activa en la agricultura misionera, siendo ésta la principal actividad productiva dentro del sector gropecuario. Su uso intensivo produce la contaminación de los ecosistemas, provocando la intoxicación de seres vivos como el hombre, dado su capacidad de tornarse cancerígenos, mutagénicos y/o teratogénicos; es por ello que resulta fundamental el seguimiento de estos productos en el medio ambiente. En ese sentido, el hongo aislado en Misiones Pleurotus pulmonarius LBM 105 se caracteriza por su elevada tolerancia y degradación a compuestos altamente recalcitrantes, condición dada por los sistemas enzimáticos constituyentes dentro de los cuales las lacasas juegan un rol predominante. El objetivo del trabajo fue modelar, predecir y seleccionar las lacasas que mejor acoplamiento molecular in silico presenten con los pesticidas de interés para posteriores modificaciones estructurales que posibilite su uso futuro en el desarrollo de un sensor enzimático destinado al monitoreo ambiental de dichos contaminantes. A partir del genoma secuenciado de Pleurotus pulmonarius LBM105, se obtuvieron las secuencias nucleotídicas de los genes de lacasa utilizando el software Geneius 12. Posteriormente se procedió a modelar las lacasas a partir de un templado proporcionado por SwissModel como plantilla, con parámetros óptimos en Resolución (R) y R-Value Free que verifiquen su calidad cristalográfica. Para ello se hizo uso de la base de datos Protein Data Bank (PDB). Para evaluar la validez y calidad de las estructuras obtenidas se utilizó el servidor en línea MolProbity. Luego se procedió a identificar y caracterizar los sitios activos de cada enzima mediante DogSiteScorer, herramienta perteneciente a ProteinPlus; en cada caso se priorizó el valor ?Drug Score? obtenido, el cual establece el potencial presente de cada poket para interaccionar con posibles ligandos. A su vez se registraron los aminoácidos pre-sentes en cada sitio potencial de interacción, registrando parámetros tales como volumen, Superficie y Profundidad de los pokets. Las estructuras 2D de los pesticidas se obtuvieron mediante PubChem y su preparación como ligandos se realizó con Avogadro. Para las lacasas se empleó el software Chimera, y el acoplamiento molecular se realizó con Autodock VINA.Se han identificado tres lacasas en el genoma secuenciado. El cristal utilizado como templado de referencia fue de 1,50 Å con un R-Value Free de 0,182. La puntuación MolProbity obtenida en los tres modelos fue de 1,58 (Lac I), 1,57 (Lac II) y de 2,28 (Lac III); de los pokets con mayor puntuación Drug Score, se utilizó para el acoplamiento aquellos que incluían los aminoácidos conformadores del sitio catalítico en las lacasas: 10 residuos Hys, 1 Cys y 1 Leu (Lac I/III) / 1 Phe (Lac II). Las energías de unión resultantes del docking determinaron que el Clorpirifos presenta mejor acoplamiento con Lac II (-4.5 kcal/mol) y el 2,4 D con Lac III (-6.2 kcal/mol). Los resultados obtenidos sientan las bases para la identificación de rasgos estructurales determinantes de la afinidad de las lacasas a los plaguicidas, permitiendo postular posibles mutaciones que mejoren su capacidad de unión a éstos sustratos.