Os receptores acoplados à proteínas G (GPCR

Os
receptores
acoplados
à
proteínas
G
(GPCR)
constituem
uma
grande
família proteica de receptores transmembrana encarregados da transmissão de sinais do
exterior ao interior da célula.
A ativação destes receptores por ligantes provenientes do lado extracelular produz uma
modificação conformacional no receptor permitindo a ligação dele á proteína G no interior
da célula, e assim levando á ativação da respetiva cascata de sinalização.
Os ligantes incluem
compostos sensíveis
à
luz,
odores,
feromonas,
hormonas e
neurotransmissores, e variam em tamanho, desde pequenas moléculas, até peptídeos,
podendo mesmo ser grandes proteínas.
Estes receptores estão envolvidos numa variedade de doenças, e são o alvo de cerca da
metade dos fármacos atuais.
Seu grupo de pesquisa está trabalhando com uma proteína desta família, concretamente
com o receptor CNR1 (Cannabinoid receptor 1), código de Uniprot P21554. Eles têm
sintetizado uma série de 30 compostos com boa afinidade pelo receptor. Não entanto, a
análise estrutura - afinidade não permite determinar as variações estruturais que poderiam
ser feitas nestes compostos para aumentar a afinidade deles pelo receptor.
Seu orientador pediu pra você estudar a interação do composto AM 251 mostrado na
figura 1 (o mais ativo da série) com o receptor CNR1, pois ele sabe que você tem assistido
á aula de “bioinformática para o desenvolvimento de fármacos”.
Figura1. Composto AM 251
Para facilitar seu trabalho, seu orientador deu para você uma serie de pontos/perguntas
que você deve pesquisar, anotados abaixo.
Você deve criar um documento em PDF onde explicará passo a passo o processo,
indicando o motivo das diferentes escolhas e qualquer coisa que você ache relevante.
Também deverá colar neste PDF as imagens PRINTSCREEN dos resultados obtidos com
os diferentes programas.
Pontos/perguntas que você deve pesquisar:
1. Qual é o nome e a sequencia do gene que codifica sua proteína? Qual é a sequencia
codificadora?
2. Que ferramenta você usaria para converter a sequencia de nucleotídeos á sequencia
de aminoácidos? (colem o PRINTSCREEN dos resultados desta ferramenta).
3. Faz um resumo de umas 4-10 líneas com informação sobre esta proteína (função,
nomes, localização celular,...) e guarda numa pasta a sequencia em formato FASTA.
4. Qual/Quais ferramentas você usaria para predizer a estrutura secundária da
proteína? Faz um PRINTSCREEN dos resultados da previsão.
5. Existe estrutura tridimensional (terciaria) conhecida da proteína?
6. Que ferramenta você usaria para achar homólogos de sequencia primaria que tem
estrutura tridimensional conhecida? Cola o PRINTSCREEN dos resultados obtidos,
salva o alinhamento em formato fasta, abre no jalview e envia um PRINTSCREEN do
alinhamento no jalview. (Nota: não precisa refinar o alinhamento).
7. Onde você procuraria relações evolutivas (famílias de proteínas) da sua proteína/ dos
resultados obtidos na pergunta 9? Cola um printscreen dos resultados obtidos.
8. Escolhe um padrão estrutural para criar um modelo de homologia e explica porque
você escolheu este padrão. Cria um modelo de homologia da sua proteína usando
qualquer um dos três modos do Swissmodel.
9. Procura as cavidades da proteína e escolhe a que você acha que poderia ser o sito
ativo. (colem o PRINTSCREEN dos resultados desta ferramenta).
10. Olha a superfície eletrostática da proteína. Comenta as caraterísticas do sito ativo.
(colem o PRINTSCREEN dos resultados desta ferramenta).
11. Desenha o composto em 2D e converte a 3D no formato “mol2”. Envia um
prinscreen e salva o arquivo “mol2” numa pasta.
12. Estuda as propriedades farmacológicas do composto. (colem o PRINTSCREEN dos
resultados desta ferramenta).
13. Faz um estudo de atracamento molecular (docking) entre o composto e a proteína.
Abre no chimera e cola o PRINTSCREEN.
14. Escolhe o modo de união que você acha mais perto da realidade, usando o chimera
e o pymol para visualizar.
15. Faz um desenho bonito no pymol, do seu receptor e o composto atracado nele,
segundo o modo de união que você ache mais possível.
16. Em base a estas informações, desenhe um fármaco que você acha que poderia
aumentar a afinidade pelo receptor e melhorar as propriedades farmacológicas.
Explique em que se baseia sua ideia.
Qualquer trabalho a mais (alinhamento refinado, estudos na literatura, desenhos mais
bonitos no pymol,...) será valorado.