Bloqueio de replicação do Remdesivir

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CENTRO UNIVERSITÁRIO FAMETRO
CURSO DE FARMÁCIA
	
RELATÓRIO DE QUÍMICA FARMACÊUTICA
 DANIELLE COIMBRA P. DA SILVA – 2131185
 GABRIEL SANGUANINI DE MEDEIROS - 2131139
			 
MANAUS – 2022
CENTRO UNIVERSITÁRIO FAMETRO
CURSO DE FARMÁCIA
RELATÓRIO DE QUÍMICA FARMACÊUTICA
BLOQUEIO DE REPLICAÇÃO DO REMDESIVIR
 DANIELLE COIMBRA P. DA SILVA – 2131185
 GABRIEL SANGUANINI DE MEDEIROS - 2131139
			 
PROFESSOR: MARIA TERESA FACHIN ESPINAR
MANAUS – 2022
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 3
2. OBJETIVO ...................................................................................................... 4
2.1. Objetivo geral ........................................................................................... 4 
2.1. Objetivo específico ................................................................................... 4 
3. FERRAMENTAS UTILIZADAS ....................................................................... 5
4. PROCEDIMENTO .................................................................................... 6 - 16
CONCLUSÃO ..................................................................................................... 17 
REFERÊNCIAS .................................................................................................. 18
1. INTRODUÇÃO
O seguinte relatório tem o propósito de descrever sobre o assunto: bloqueio de replicação do RNA viral através do Remdesivir. 
O Remdesivir é um análogo de nucleosídeo usado para tratar infecções por vírus RNA, dentre eles o vírus ebola, porém sem sucesso. O mesmo se tornou eficaz para o coronavirus SARS-Cov-2, agente etiológico da COVID-19.
O ciclo de vida do SARS-CoV-2 tem três fases principais: fixação e infecção viral, replicação do genoma viral e síntese de proteínas, e montagem e liberação viral. 
Como análogo de nucleosídeo, o Remdesivir atua como um inibidor de RNA polimerase dependente de RNA (RdRp), visando interromper o processo de replicação do genoma viral.
	
2. OBJETIVOS
 
 2.1. Objetivos gerais
 Explorar a estrutura do RNA polimerase onde dependente de RNA SARS-CoV-2 que se liga ao Remdesivir. Com o intuito de entender como o mesmo consegue inibir a replicação. 
	
 2.2. Objetivos específicos
· Explorar estrutura e ação do Remdesivir;
· Bloqueio da replicação;
· Manuseio das ferramentas PDB e DrugBank.
3. FERRAMENTAS UTILIZADAS
	Protein Data Bank (PDB), o Protein Data Bank (PDB) é o 1º recurso de dados digitais de acesso aberto em toda a biologia e medicina. São repositórios de proteínas, ácidos nucleicos e outras biomacromoléculas complexas que contribuem em estudos relacionados às ciências da saúde, planejamento de fármacos, agricultura, etc.
O PDB fornece acesso a dados de estrutura 3D para grandes moléculas biológicas (proteínas, DNA e RNA). Estas são as moléculas da vida, encontradas em todos os organismos do planeta. 
Conhecer a estrutura 3D de uma macromolécula biológica é essencial para entender seu papel na saúde e doença humana e animal, sua função nas plantas e na produção de alimentos e energia e sua importância para outros tópicos relacionados à prosperidade e sustentabilidade globais. 
A enorme riqueza de dados de estrutura 3D armazenados no PDB sustentou avanços significativos em nossa compreensão da arquitetura de proteínas, culminando em avanços recentes na previsão de estruturas de proteínas aceleradas por abordagens de inteligência artificial e métodos de aprendizado profundo ou de máquina. 
A Visão do RCSB PDB é permitir o acesso aberto ao conhecimento acumulado da estrutura 3D, função e evolução das macromoléculas biológicas, expandindo as fronteiras da biologia fundamental, biomedicina e biotecnologia.
DrugBank, é um banco de dados on-line abrangente e de acesso gratuito que contém informações sobre drogas e alvos de drogas. Como um recurso de bioinformática e quimioinformática, combinamos dados detalhados de medicamentos (ou seja, químicos, farmacológicos e farmacêuticos) com informações abrangentes sobre o alvo do medicamento (ou seja, sequência, estrutura e via). DrugBank online é amplamente utilizado pela indústria farmacêutica, químicos medicinais, farmacêuticos médicos, estudantes e público em geral. Por causa de seu amplo escopo, referência abrangente e descrições detalhadas de dados, o DrugBank está permitindo grandes avanços em todo o setor de medicamentos orientados por dados. 
4. PROCEDIMENTOS
	Para explorar a estrutura e a ação do Remdesivir, precisa se direcionar para a página inicial do DrugBank (https://www.drugbank.ca/), clicar em procurar, após clicar em busca avançada e digitar o nome
“Remdesivir” na barra de pesquisa superior. 
A1. Examine as informações fornecidas na página e use-as para preencher a seguinte tabela:
	Nome
	Remdesivir
	Descrição
	Nome de marcas: Veklury
Nome genérico: Remdesivir
Número de acesso ao Drugbank: DB14761
	Desenvolvido originalmente
	Desenvolvido em meio a um processo
de triagem de agentes antimicrobianos com atividade contra
vírus de RNA, como os vírus das famílias Coronaviridae e
Flaviviridae. A pesquisa e o desenvolvimento do agente
mostraram-se promissores durante o auge do surto do vírus
Ebola devido à sua seletividade de EC50 contra este vírus. A
atividade in vitro do Remdesivir mostra-se potente contra
vários Coronavírus (CoVs), incluindo SARS-CoV-2
	Estrutura
	
É um éster carboxílico
(C27H35N6O8)
	Alvo
	1. Poliproteína 1ab de replicação 
Gentil: Proteína 
Organismo: SARS-CoV-2 
Ação farmacológica: Sim 
Ações: Inibidor 
Função Geral: Poliproteína 1ab de replicação Proteína multifuncional envolvida na transcrição e replicação de RNAs virais. Contém as proteinases responsáveis ​​pelas clivagens da poliproteína. 
Função Específica: Ligação Atp 
Nome do gene: representante 
ID Uniprot: P0DTD1 
Nome Uniprot: Poliproteína 1ab de replicação 
Peso molecular: 794051.285 Da
2. Poliproteína 1ab de replicação 
Gentil: Proteína 
Organismo: SARS-CoV 
Ação farmacológica: Desconhecido 
Ações: Inibidor 
Função Geral: Ligação de íon de zinco 
Função Específica: Replicase poliproteína 1ab: Proteína multifuncional envolvida na transcrição e replicação de RNAs virais. Contém as proteinases responsáveis ​​pelas clivagens da poliproteína. Host
Nome do gene: Representante 
ID Uniprot: P0C6X7 
Nome Uniprot: Poliproteína 1ab de replicação 
Peso molecular: 790241.63 Da 
3. Replicar a poliproteína 1ab
Gentil: Proteína 
Organismo: Coronavírus relacionado à síndrome respiratória do Oriente Médio (isolar Reino Unido/H123990006/2012) 
Ação farmacológica: Desconhecido 
Ações: Inibidor 
Função Geral: A poliproteína replicase de coronavírus é uma proteína multifuncional: contém as atividades necessárias para a transcrição de RNA de fita negativa, RNA líder, mRNAs subgenômicos e RNA do virion da progênie, bem como proteinases responsáveis ​​pela clivagem da poliproteína em produtos funcionais. 
Função Específica: Ligação Atp 
Nome do gene: representante 
ID Uniprot: K9N7C7 
Nome Uniprot: Poliproteína 1ab de replicação 
Peso molecular: 789556.615 Da 
4. RNA polimerase L dirigida por RNA
Gentil: Proteína 
Organismo: Zaire ebolavírus (estirpe Mayinga-76) 
Ação farmacológica: Desconhecido 
Ações: Inibidor 
Função Geral: RNA polimerase dirigida por RNA que catalisa a transcrição de mRNAs virais, seu capping e poliadenilação. O molde é composto pelo RNA viral firmemente encapsidado pela nucleoproteína (N). A polimerase viral liga-se ao RNA genômico no promotor líder 3' e transcreve subsequentemente todos os mRNAs virais com eficiência decrescente. O primeiro gene é o mais transcrito e o último o menos transcrito. A fosfoproteína viral atua como um fator de processabilidade. O capeamento é concomitante com o início da transcrição do mRNA. De fato, uma poliribonucleotidil transferase GDP (PRNTase) adiciona a estrutura cap quando o comprimento da cadeia de RNA nascenteatingiu poucos nucleotídeos. A metilação da ribose 2'-O do cap do mRNA viral precede e facilita a metilação subsequente da guanina-N-7, sendo ambas as atividades realizadas pela polimerase viral. A poliadenilação de mRNAs ocorre por um mecanismo de gagueira em um local de parada deslizante presente nos genes virais finais. Depois de terminar a transcrição de um mRNA, a polimerase pode retomar a transcrição do gene a jusante. 
Função Específica: Ligação Atp 
Nome do gene: eu 
ID Uniprot: Q05318 
Nome Uniprot: RNA polimerase L dirigida por RNA 
Peso molecular: 252722.045 Da 
	Mecanismo de ação
	O remdesivir é uma pró-droga de fosforamidita de um análogo de nucleotídeo de adenosina 1'-ciano-substituído que compete com o ATP para incorporação no RNA viral recém-sintetizado pelo complexo RdRp correspondente. 1O remdesivir entra nas células antes de ser clivado em sua forma monofosfato pela ação da carboxilesterase 1 ou da catepsina A; é subsequentemente fosforilado por quinases não descritas para produzir sua forma ativa de trifosfato de remdesivir trifosfato (RDV-TP ou GS-443902). RDV-TP é eficientemente incorporado pelo complexo SARS-CoV-2 RdRp, com uma seletividade de 3,65 vezes para RDV-TP sobre ATP endógeno. Ao contrário de alguns análogos de nucleosídeos, o remdesivir fornece um grupo 3'-hidroxila livre que permite o alongamento contínuo da cadeia. No entanto, modelagem e in vitro sugerem que em i + 4 (correspondente à posição para a incorporação do quarto nucleotídeo após a incorporação de RDV-TP), o grupo 1'-ciano do remdesivir colide estericamente com Ser-861 de o RdRp, impedindo a translocação da enzima e terminando a replicação na posição i + 3. Esse mecanismo era essencialmente idêntico entre SARS-CoV, SARS-CoV-2 e MERS-CoV, e as comparações genômicas revelam que o Ser-861 é conservado em alfa, beta e deltacoronavírus, sugerindo que o remdesivir pode possuir amplo atividade antiviral.
A2. Estrutura química do Remdesivir , região que se assemelha a um
nucleotídeo. 
B
A
Fórmula química estrutural da molécula do Remdesivir (GS-5734) (A) e do (GS-441524), nucleosídeo trifosfato metabólico do remdesivir (B).
	Para explorar a estrutura do Remdesivir em 3D no Protein Data Bank, precisa se direcionar para a página inicial do site (https://www.rcsb.org/), fazer a busca inserindo o Id 7BV2, na caixa superior. Assim, terá uma visão rápida do conteúdo, qualidade e detalhes experimentais da estrutura.
B1. Examine o conteúdo da página e preencha a tabela abaixo:
	PDB ID
	7BV2
	Autores de entrada
	Yin, W. , Mao, C. , Luan, X. , Shen, D. , Shen, Q. , Su, H. , Wang, X. , Zhou, F. , Zhao, W. , Gao, M. , Chang, S. , Xie, YC , Tian, ​​G. , Jiang, HW , Tao, SC , Shen, J. , Jiang, Y. , Jiang, H. , Xu, Y. , Zhang, S. , Zhang, Y. , Xu, HE 
	Data em que a estrutura foi lançada e publicada
	Depositado: 09-04-2020 
Lançado: 22-04-2020
	Métodos de determinação de estrutura 
	Microscopia eletrônica 
	Número de cadeias de proteínas na entrada; nome da proteína, ID da cadeia 
	3 cadeias de proteína; RNA polimerase dirigida por RNA, proteína não estrutural 7, proteína não estrutural 8; ID: P0DTD1; 
	Nomes e números de cópias de ligante presente na estrutura
	2 cópias de ligantes 
B3. Salve uma imagem, rotule os polímeros principais (proteínas e ácidos nucléicos) na estrutura e inclua-os abaixo: 
B4. Quais das proteínas mostradas acima interagem com o RNA?
RNA polimerase dirigida por RNA. 
· Colorir o componente RdRP de acordo com o esquema de cores do arco íris. Clique nos 3 pontos na extrema direita para o componente RdRP >>definir coloração >> propriedade do resíduo >> ID de sequência.
· Localize o Remdesivir ativado e explore suas interações dentro da molécula RdRP >>redefina o nível de seleção para Resíduo >>desative o modo Seleção clicando no ícone de seta no painel alternar >>no painel de sequência, use os menus suspensos para exibir a entidade 9 (F86). Clique nele para explorar a vizinhança da droga (Remdesivir ativado).
B5. Indicar as bases de nucleotídeos acima, abaixo e / ou adjacentes ao Remdesivir ativado.
Bandstand U 12
First U 20
First U 18
Primer A 19
Templete A 11
Templete U 10
Hidrogênio O6
Hidrogênio N5
Hidrogênio A11
Cation- Pi Art 556
Pi Stacking U20
Coord. De metais U20 – OP1
B6. Salve uma imagem mostrando o Remdesivir ligado a RdRP no sítio ativo bloqueando o alongamento da cadeia de RNA. Marque quaisquer 3 resíduos de aminoácidos na molécula de RdRP que estejam próximos ao Remdesivir
Bandstand U10
Primer U20
Bandstand A11
CONCLUSÃO
Por conseguinte, sabemos que o processo de invasão só SARS-CoV-2 nas células do hospedeiro é semelhante ao SARS-CoV, a proteína S do vírus se liga ao receptor na superfície da célula a fim de facilitar a entrada do seu RNA na célula, ocorrendo a tradução deste RNA polimerase e forma um complexo de RNA polimerase-transcriptase, através da transcrição e replicação, gera-se as proteínas estruturais do vírus.
Através deste presente experimento, sobre o nucleosídeo equivalente, o REMDESIVIR atua como um inibidor de RNA polimerase dependente de RNA (RdRP), visando interromper o processo de replicação viral. O RdRP é o complexo proteico usado pelo CORONAVIRUS para replicar seus genomas. Depois do hospedeiro metabolizar o REMDESIVIR o metabólito compete com a ATP para incorporar a cadeia de RNA. A incorporação resulta no bloqueio prematuro da replicação viral.
Com utilização da plataforma PDB utilizada no experimento conseguiu-se de forma elucidativa e fácil compreensão ver o formato estrutural da replicação e bloqueio do RNA em formato 3D dos polímeros e suas interações.
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
BRASIL,	Ministério da economia instituto nacional da propriedade industrial. Remdesivir: Mecanismo de ação, ensaios clínicos e pedidos de patente depositado no INPI. Disponível em: https://www.gov.br/inpi/pt-br/servicos/patentes/tecnologias-para-covid-19/Arquivos%20Textos/Estudo3_Remdesivir.pdf. Acesso 06 de maio de 2022.
DRUGBANK. Remdesivir. Disponível em: https://go.drugbank.com/drugs/DB14761. Acesso 06 de maio de 2022.
RCSB PDB. 7BV2. Remdesivir. Disponível em: https://www.rcsb.org/structure/7BV2. Acesso em 06 de maio de 2022.