Modelamiento de Proteinas Dinámica molecular y análisis de la energía libre de Interacciones inhibidor cathepsin D: Penetración en diseño de Structure-Based Ligando. Shuanghong Huo, 2001. Modelamiento de Proteinas

INTRODUCCION - Se realizo Estudios en un grupo de I. CAT D de E°L. Por MD. Método de Solvente Continuo. (MM-PBSA). 07 I. sintetizados por quimica combinatorial, con e/p = 1Kcal/mol y cc. =0.98 - El docking tanto en Rayos – X, y MD son concordantes, para un Péptido inhibidor unido a Cat D. geometricamente. - Sin embargo, la función DOCK scoring basado en Fuerzas Vdw y Electrostáticas Utilizan una Cte Dieléctrica dependiente en distancias reproduce una pobre tendencia experimental de afinidad de unión a estos Is. Finalmente el uso de análisis PROFEC, permitió identificar dos sustituciones posibles para mejorar la unión a uno de los mejores inhibidores de Cat D

INTRODUCCION Catepsina D : Proteína Aspartica lisosomal, puede cortar precursores proteínicos β-amiloideos para liberar peptidos alzeimer. Implicado en cáncer: de mamas y ovárico. Diseño de estructuras junto con química combinatorial ha sido exitosamente usado para el diseño de inhibidores no peptidicos de Cat D. Tomando como modelo la estructura obtenida con R- X, la catepsina humana con su I. pepstatina, se diseño una estructura con el algoritmo COMBIBUILD, a fin de buscar una nueva conformación optima estructural. Nuevos métodos han sido desarrollados para calcular la E°L. en forma rápida y practica. MD, MM-PBSA, LIE (Energía Lineal de Interacción), Empíricos como LUDI. LIE, método semiempirico, propuesto por Aqvist. (calcula el Peso de Interacciones Electrostáticas y vdW). Interacciones entre el ligando y el receptor.

Objetivo 1.- Si el método MM-PBSA proporciona una evaluación cuantitativa de la unión de un grupo de compuestos de CatD con parámetros no adjuntos de los factores de peso de las interacciones E° y vdW. 2.- Exploraron modificaciones de estos compuestos que pueden dar alta afinidad de union a ligandos. Calculo de la unión del diseño de inhibidores de CatD usando el método MM-PBSA. Que combina modelos de solvatacion internos y externos, por (PB).

Modelo mecánico molecular de los inhibidores Parm94 (AMBER) no incluye cargas Optimización geométrica con AM1 RHF/6-31G cálculo de punto individual con Gaussian 98 (potenciales electrostáticos). Método RESP para el acomodo de las cargas de cada inhibidor Parm99 (parametros de enlace, angulo, angulo de torsion y vdW)

y =0.92 kcal/mol b= 0.00542 kcal/mol A°2

Conformación inicial del complejo CatD-EHMA D33 (cadena A) , D231 (cadena B)

EHD(R) epímero

R1: no modificaciones R3: oxígeno de unión de R3, podría ser sustituido por un átomo positivamente cargado, pero…. La conformación dicloro-fenilo está restringida por el oxigeno de unión. Debido al gran cambio conformacional que causaría reemplazar el oxígeno de unión, esto se rechaza

R4 Reemplazo de H con grupos grandes para R4 y grupos cargados (+) al fenilo Ellman: inhibidor con sustituyentes grandes tolerados por rearreglos de la proteína que PROFEC no detecta R1 R2 R3 R4

D75: potencial aceptor de H Simulación MD H53  NH2 (+) H52  F (-) D75: potencial aceptor de H Simulación MD R1 R2 R3 R4

H53: Desolvatación: penalty incremetada La conformación del ligando cambia La red de enlaces de hidrógenos cambia Tabla2 El  en electrostática se contrarresta con el alto costo de desolvatación: 12,2 kcal/mol H52:  en interacciones vdW, pero las interacciones electrostáticas son menos favorables 9,6, el costo de desolvatación es un poco menor

Conclusiones Se ha estudiado la energía de unión Los resultados de las simulaciones MD coincidieron con las estructuras cristalizadas