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Título: Enzimologia computacional aplicada à degradação de agentes neurotóxicos organofosforados: cálculos de interação e mecanismo de reação
Título(s) alternativo(s): Computational enzymology applied to degradation of organophosphorus neuroxotic agents: interaction and reaction mechanism calculations
Autor : Soares, Flávia Villela
Lattes: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4087915J7
Primeiro orientador: Ramalho, Teodorico de Castro
Primeiro membro da banca: Silva, Maria Cristina
Segundo membro da banca: Caetano, Melissa Soares
Palavras-chave: Organofosforados neurotóxicos
Docking molecular
Agentes neurotóxicos - Degradação
Neurotoxic organophosphates
Molecular docking
Neurotoxic agents - Degradation
Data da publicação: 5-Jun-2017
Agência(s) de fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: SOARES, F. V. Enzimologia computacional aplicada à degradação de agentes neurotóxicos organofosforados: cálculos de interação e mecanismo de reação. 2017. 63 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2017.
Resumo: O estudo da reatividade e síntese de compostos de fósforo teve início no século XIX, após a descoberta de algumas de suas propriedades tóxicas. Desde então, compostos organofosforados (OP), também denominados neurotóxicos ou agentes dos nervos, são utilizados como armas químicas. A toxicidade destes compostos é devido à inibição da acetilcolinesterase (AChE), enzima responsável pelo controle da transmissão de impulsos nervosos. A ação dos neurotóxicos como inibidores da AChE, interrompe a hidrólise da acetilcolina (ACh), e pode conduzir à uma inibição irreversível desta enzima, resultando na síndrome colinérgica. Algumas enzimas têm sido caracterizadas com potencial de degradar OP. Entretanto, até o momento não foi encontrado um agente universal para o tratamento, que seja eficaz contra todos os compostos conhecidos e seus efeitos. Em busca de ampliar as estratégias de utilização da biorremediação, propôs-se avaliar o potencial da enzima dUTPase em degradar agentes dos nervos. A enzima tornou-se uma forte candidata, por apresentar um bom potencial para degradar fosfotriésteres. Foi utilizado metodologia teórica de docking molecular, quimiometria e QM/MM a fim de avaliar o modo de interação da dUTPase com os organofosforados neurotóxicos Sarin e VX, considerando seus enantiômeros “Rp ” e “S p ”. Os resultados demonstram que os dois mecanismos de degradação propostos parecem ser promissores, principalmente com relação ao agente VX, em que a enzima apresentou uma considerável estereosseletividade. Isso representa um ponto de partida para conduzir a uma melhor compreensão sobre o mecanismo de hidrólise e reatividade da enzima. Dessa forma, a dUTPase apresenta-se como uma boa opção para expandir a gama de agentes neurotóxicos que podem ser degradados.
Abstract: The study of the reactivity and synthesis of phosphorus compounds began in the 19th century, after the discovery of some of their toxic properties. Since then, organophosphorus compounds (OP), also called neurotoxins or nerve agents, are used as chemical weapons. The toxicity of these compounds is due to the inhibition of acetylcholinesterase (AChE), the enzyme responsible for controlling the nerve impulses transmission. The action of neurotoxins as AChE inhibitors interrupts the hydrolysis of ACh, and may lead to an irreversible inhibition of this enzyme, resulting in the cholinergic syndrome. Some enzymes have been characterized with the potential to degrade OP. However, to date no universal agent for treatment has been found to be effective against all known compounds and their effects. In search for expanding the strategies of bioremediation, it was proposed to evaluate the potential of dUTPase enzyme in degrading nerve agents. The enzyme has become a strong candidate because it has a good potential to degrade phosphotriesters. Theoretical methodology of molecular docking, chemometrics and QM/MM was used in order to evaluate the interaction mode of dUTPase with the neurotoxic organophosphorus Sarin and VX, considering their enantiomers "Rp " and "S p ". The results demonstrate that the two proposed degradation mechanisms seem to be promising, especially with respect to the VX agent, in which the enzyme showed considerable stereoselectivity. This stands for a starting point to lead to a better understanding on the hydrolysis mechanism and reactivity of the enzyme. In this way, dUTPase is a good option to expand the range of neurotoxic agents that can be degraded.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/13194
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
Aparece nas coleções:DQI - Agroquímica - Mestrado (Dissertações)



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