Instituição Líder: Instituições Associadas: Instituto Militar de

PLANEJAMENTO POR MÉTODO DE MECÂNICA QUÂNTICA E
MECÂNICA MOLECULAR
(QM/MM) DE
POTENCIAIS. NOVOS
FÁRMACOS CONTRA AGENTES DE GUERRA BIOLÓGICA
Instituição Líder:
Instituições Associadas:
Instituto Militar de Engenharia – Universidade Federal de Lavras – UFLA –
IME – Rio de Janeiro/RJ
Lavras/MG
Grande Área:
Ciências da saúde
Área:
Farmácia
Recursos:
R$ 237.200,00
Duração:
04 anos (2009 a 2013)
Resumo
Os estudos do presente projeto foram concebidos para empregar a modelagem
molecular na proposição e investigação de novos alvos moleculares nos agentes
biológicos de guerra: Bacillus anthrazis, Yersinia pestis, Coxiella burnetti, Brucella suis
e o Variola virus. Os resultados obtidos por modelagem, envolvendo as ferramentas de
docking, modelagem por homologia e dinâmica molecular, levarão a seleção de
protótipos de inibidores para estes alvos bem como ao levantamento das características
desejáveis para os potenciais bons inibidores. Foram eleitas, inicialmente, como alvos
moleculares, a enzima nucleosideo hidrolase e as enzimas do ciclo do folato destes
parasitas. Espera-se com a realização desse projeto contribuir para o desenvolvimento no
país de novas tecnologias voltadas para a defesa biológica e também para a formação e
capacitação de recursos humanos especializados para atuar em defesa biológica.
Palavras-chave: Defesa Biológica, modelagem molecular, dinâmica molecular,
docking.
Objetivos
Os objetivos desse projeto envolvem a proposição, através de estudos por
modelagem molecular, empregando as técnicas de Mecânica Molecular (MM) e os
métodos híbridos envolvendo Mecânica Quântica e Mecânica Molecular (QM/MM), de
estruturas de novos potenciais fármacos contra os agentes biológicos de guerra: Bacillus
anthrazis, Yersinia pestis, Coxiella burnetti, Brucella suis, e o Varíola virus elegendo,
inicialmente como alvos moleculares, a enzima nucleosideo hidrolase e as enzimas do
ciclo do folato destes parasitas, contribuindo, assim, para o desenvolvimento no país de
novas tecnologias voltadas para a defesa biológica e também para a formação e
capacitação de recursos humanos especializados para atuar em defesa biológica.
Resultados Esperados
Espera-se com a execução deste projeto contribuir efetivamente através das
investigações realizadas e da capacitação de recursos humanos nas áreas de modelagem
molecular, para o avanço da pesquisa em defesa biológica no Brasil através da
proposição das estruturas de muitas novas moléculas com potencial para se tornar
efetivos quimioterápicos contra potenciais agentes biológicos de guerra contribuindo,
assim, para o desenvolvimento em nosso país de uma tecnologia estratégica que poderá
no futuro minimizar ou até mesmo evitar os terríveis efeitos de um eventual ataque ou
incidente com agentes biológicos.
Formação de recursos humanos
Modalidade
Iniciação Científica
Mestrado Acadêmico
Doutorado
Quantidade
3 (três) já formados e 3 (três) em formação
1 (um) já formado em 2010, 1 (um) em fase final de
formação e outro iniciando o curso
1 (um) em formação (segundo ano)
Resultados alcançados nos dois primeiros anos
No primeiro ano de execução do trabalho foram escolhidos os agentes de guerra
biológica Bacilus anthracis, Yersinia pestis e Brucela suis e os seguintes alvos
moleculares: Enzimas nucleosideo Hidrolase (NH) e Serina hidroximetiltransferase
(SHMT) de Bacilus anthracis, SHMT e Dihidrofolato Redutase (DHFR) de Yersinia
pestis e NH e DHFR de Brucela suis. Nestes trabalhos foram construídos modelos por
homologia para aquelas enzimas que não possuíam estrutura tridimensional depositada
no Proteins Data Bank (PDB) e realizados estudos das energias de ancoramento e do
comportamento dinâmico, em alguns casos, dos substratos naturais e de inibidores
conhecidos dessas enzimas em outras espécies com a finalidade de se obter pistas para a
inibição mais efetiva e também seletiva desses alvos moleculares. Os resultados obtidos
geraram 04 trabalhos em congressos e um artigo que se encontra submetido em
periódico internacional com fator de impacto acima de 1,0.
No segundo ano de trabalho foi concluída e defendida a dissertação de mestrado
da aluna Ana Paula Guimarães cujo conteúdo gerou dois artigos científicos sendo que o
primeiro já se encontra publicado no Journal of Biomolecular Structure and Dynamics,
2011, vol 28, no 4, pg 455-469 e o segundo foi aceito em 30/12/10 para publicação no
Journal of Molecular Modeling. A Aluna Ana Paula Guimarães iniciou o doutorado em
2010 no IME e deverá focar o seu trabalho no Variola virus. A Aluna Daiana Teixeira
Mancini concluiu os trabalhos de mestrado com a Nuclosideo hidrolase de Brucela suis
devendo defender a dissertação em 25/02/2011. Esse trabalho gerou 5 comunicações em
congresso em 2010 e dois artigos científicos que se encontram em fase final de redação.
Contatos
Coordenador-Geral do Projeto
Nome: Tanos Celmar Costa França
Endereço Completo: Seção de Engenharia Química (SE/5), sala 3086 - Praça General
Tibúrcio, 80 – CEP 22290-270, Urca – Rio de Janeiro/RJ, Brasil.
Telefone: 021 2546 7055
E-mail: [email protected]
Fax: 021 2546 7059
Coordenador do Projeto na Instituição Associada 1
Nome: Teodorico de Castro Ramalho
Endereço Completo: Departamento de Química, Universidade Federal de Lavras
(UFLA), Campus Universitário, Caixa-Postal: 3037, CEP 37200-000, Lavras/MG,
Brasil
Telefone: 035 3829 1891
E-mail: [email protected]
Fax: 035 3829 1271