Simulação computacional de peptídeos sintéticos inibidores da protease NS3-4A do vírus da hepatite C

Abstract

O Vírus da Hepatite C (HCV) atinge entre 150 a 180 milhões de pessoas no mundo, sendo considerado um grave problema de saúde pública. Atualmente, existem sete genótipos de HCV compreendendo diversos subtipos, no Brasil e na Região Norte, os genótipos 1 e 3 são os mais prevalentes. Neste estudo foi realizada a predição da afinidade de ligação de dois peptídeos antivirais, CP5-46A e CP5-46A-4D5E, com a serino protease NS3-4A do vírus da Hepatite C (HCV) genótipo 1, bem como foi determinado a contribuição de cada resíduo na interação com a protease NS3-4A; Descrevemos o modo de ligação dos peptídeos no processo de inibição da protease viral e investigamos o comportamento dos peptídeos frente às mutações de resistência R155K e A156V. Para tal, a estrutura da protease complexada aos peptídeos CP5-46A e CP5-46A-4D5E, foi obtida através do banco de dados PDB, sob os códigos 4A1T e 4A1V, respectivamente. Parte da estrutura da protease foi reconstruída por modelagem comparativa utilizando o programa Modeller e as estruturas com as mutações de resistências R155K e A156V foram construídas através de um script presente no programa. As simulações por dinâmica molecular (DM) foram realizadas utilizando o programa AMBER, por um período de 100ns. Para estimar a afinidade de ligação dos peptídeos à protease, foram realizados cálculos de energia livre de ligação através do método MM-GB(SA). Os resultados revelaram através dos gráficos de RMSD que a protease nos dois estados permaneceu estável, no entanto, o peptídeo CP5-46A na protease mutante e CP5- 46A-4D5E da protease selvagem, apresentaram mudanças conformacionais devido à alta flexibilidade presente na região N-Terminal e C-Terminal. Análises de ligações de hidrogênios identificaram ligações mais fortes entre os peptídeos e as proteases selvagens. Na presença das mutações, algumas ligações foram perdidas e outras permaneceram formadas por menos tempo, exceto no complexo 4A1V que houve maior efetividade e formação de novas ligações de hidrogênio. Além disso, observamos maior estabilidade e força de ligação na região chamada “dedo de tirosina” que interage via novo sítio de ligação na protease. Os resultados de energia livre mostraram que os peptídeos apresentaram forte interação com a protease, sobretudo, maior afinidade do peptídeo CP5-46A-4D5E na presença das mutações de resistência. Contudo, os resultados sugerem que os peptídeos podem atuar de maneiras diferentes e apresentar atividade inibitória satisfatória, inclusive na presença de mutações de resistência. Nosso trabalho auxilia na busca por modos de inibição viral alternativos e enfatiza a importância da DM, ressaltando que o uso de peptídeos antivirais são excelentes alternativas como candidatos farmacológicos eficazes e que podem alcançar altas barreiras de resistência viral.