Orientador: Andrea Balan Fernandes

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A Tuberculose é uma doença causada pelo Mycobacterium tuberculosis e considerada um grave problema mundial devido à sua alta incidência na população, características peculiares do patógeno e tratamento de difícil sucesso. Estima-se que atualmente 2 bilhões de pessoas estejam infectadas,...

Resumo: A Tuberculose é uma doença causada pelo Mycobacterium tuberculosis e considerada um grave problema mundial devido à sua alta incidência na população, características peculiares do patógeno e tratamento de difícil sucesso. Estima-se que atualmente 2 bilhões de pessoas estejam infectadas, valor que abrange cerca de 30% da população global. A poliquimioterapia empregada contra o bacilo de Koch, crescentemente torna-se ineficaz devido à proliferação de cepas multirresistentes. O presente projeto objetiva identificar novos alvos para o desenvolvimento de drogas que sejam mais efetivas no bloqueio deste patógeno. Considerando que os sistemas de transporte do tipo ABC (ATP-Binding Cassette) tem papel fundamental na captação e transporte de diversas substâncias essenciais a sobrevivência dos organismos, e que são pouco caracterizados em Mycobacterium tuberculosis, a elucidação de estruturas e modelos moleculares de ação focando em uma possível inibição da viabilidade do microrganismo, tornam-se prioridade como caminho para obtenção de novos alvos. Neste cenário, o alvo de estudo escolhido foi o sistema ABC envolvido na captação do sulfato (SubICysWTA1) e sua via de assimilação consistindo de 8 proteínas (CysHDNK1K2MA2NirA). Sulfato está envolvido no metabolismo de enxofre, fundamental para a bactéria e cuja importância para infecção e patogênese tem sido demonstrada funcionalmente. No desenvolver do projeto, duas proteínas tornaram-se alvos principais: SubI e CysA2. SubI foi expressa e purificada e teve sua estrutura tri-dimensional resolvida na presença do ânion bem como a biofísica da interação. Adicionalmente, utilizando-se técnicas de deslocamento térmico, fluorescência, termoforese e ressonância magnética, foram identificadas pequenas moléculas capazes de interagir com a proteína para sua inibição. Experimentos de docking foram usados para a caracterização da localização das interações. CysA2 previamente descrita como sulfurtransferase, atua de forma secundária na via de óxido-redução do sulfato no citoplasma celular. Após a caracterização cinética da proteína, foi demonstrada sua capacidade de utilização dos substratos tiossulfato e 2-mercaptopiruvato, até então desconhecidas. Adicionalmente, a proteína foi avaliada com relação ao potencial imunogênico e vacinal. CysA2 apresentou-se como uma proteína altamente imunogênica e um excelente alvo vacinal e de diagnóstico para o tratamento da doença

Abstract: Tuberculosis is a disease caused by Mycobacterium tuberculosis and it is considered a serious worldwide problem due to its high incidence in the population, peculiar characteristics of the pathogen and treatment of difficult success. It is estimated that currently 2 billion people are...

Abstract: Tuberculosis is a disease caused by Mycobacterium tuberculosis and it is considered a serious worldwide problem due to its high incidence in the population, peculiar characteristics of the pathogen and treatment of difficult success. It is estimated that currently 2 billion people are infected, a figure that covers about 30% of the global population. The poli-therapy used against Koch's bacillus is increasingly ineffective due to the proliferation of multi-resistant strains. The present project aims to identify new targets for the development of drugs that are more effective in blocking this pathogen. Considering that ABC transport systems (ATP-Binding Cassette) type importers plays a fundamental role in the uptake and transport of several substances essential to the survival of organisms, which are poorly characterized in Mycobacterium tuberculosis, the elucidation of structures and molecular models of action focusing in a possible inhibition of the viability of the microorganism, become an alternative as a way to obtain new targets. In this scenario, the targets chosen were the ABC system involved in sulfate uptake (SubICysWTA1) and its assimilation pathway consisting of 8 proteins (CysHDNK1K2MA2NirA). Sulfate is involved in sulfur metabolism, fundamental to bacterium and whose importance for infection and pathogenesis has been functionally demonstrated. In developing the design, two proteins became major targets: SubI and CysA2. SubI was expressed and purified and had its three-dimensional structure resolved in the presence of the anion as well as the biophysics of the sulfate interaction. Additionally, using thermalshift, fluorescence, thermophoresis and nuclear magnetic resonance techniques, small molecules capable of interacting with the protein were identified for their inhibition. Docking experiments were used to characterize the location of the interactions. CysA2 previously described as sulfurtransferase, acts secondary in the oxide-reducing pathway of sulfate in the cellular cytoplasm. After the kinetic characterization of the protein, its ability to use previously unknown thiosulphate and 2-mercaptopyruvate substrates was demonstrated. Additionally, the protein was evaluated for immunogenic and vaccine potential. CysA2 has been shown to be a highly immunogenic protein and an excellent vaccinal and diagnostic target for the treatment of the disease

Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF