Estudos de SAR e Docking Molecular para o desenvolvimento de novos inibidores da Tirosinase
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25515Palavras-chave:
Tirosina; Ácido kojico; Novos inibidores; Modelagem molecular; SAR; Docking.Resumo
A tirosinase é uma enzima que participa da biossíntese da melanina. Logo, é considerada uma enzima muito importante para alguns processos fisiológicos, além disso, está envolvida desde o processo de escurecimento de algumas frutas até a neurodegeneração do Parkinson. Assim, o ácido kójico é um importante metabólito que possui a propriedade de inibição da enzima tirosinase em relação a produção de melanina. Com isso, o ácido kójico é muito utilizado na medicina, caracterizando-se dessa forma como importante para certos tipos de tratamentos. Sendo assim, neste projeto utilizamos abordagens de modelagem molecular para análises de derivados do ácido kójico, alvo molecular contra a enzima tirosinase, inicialmente a otimização e parametrização foram realizadas através do método semi-empírico PM3. Posteriormente os métodos foram otimizados pelo método TFD, em seguida utilizando o programa computacional MVD foi realizado os cálculos de energia para as moléculas. Tendo como guia para a definição de parâmetros estruturais a estrutura do Tropolone para as análises computacionais visando o ácido kójico e seus derivados. Dessa forma, os resultados obtidos nas simulações chegaram à satisfação. Baseado nos valores de energia obtidos através das análises, os derivados 2,3,8 e 9 são sugeridos como moléculas potenciais candidatos a inibidores da tirosina.
Referências
Abbas, F., Ke, Y., Yu, R., Yue, Y., Amanullah, S., Jahangir, M. M., & Fan, Y. (2017). Volatile terpenoids: multiple functions, biosynthesis, modulation and manipulation by genetic engineering. Planta, 246(5), 803–816. https://doi.org/10.1007/s00425-017-2749-x
Almeida, V. M., Dias, Ê. R., Souza, B. C., Cruz, J. N., Santos, C. B. R., Leite, F. H. A., Queiroz, R. F., & Branco, A. (2021). Methoxylated flavonols from Vellozia dasypus Seub ethyl acetate active myeloperoxidase extract: in vitro and in silico assays. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 1–10. https://doi.org/10.1080/07391102.2021.1900916
Araújo, P. H. F., Ramos, R. S., da Cruz, J. N., Silva, S. G., Ferreira, E. F. B., de Lima, L. R., Macêdo, W. J. C., Espejo-Román, J. M., Campos, J. M., & Santos, C. B. R. (2020). Identification of Potential COX-2 Inhibitors for the Treatment of Inflammatory Diseases Using Molecular Modeling Approaches. Molecules, 25(18), 4183. https://doi.org/10.3390/molecules25184183
Castro, A. L. G., Cruz, J. N., Sodré, D. F., Correa-Barbosa, J., Azonsivo, R., de Oliveira, M. S., de Sousa Siqueira, J. E., da Rocha Galucio, N. C., de Oliveira Bahia, M., Burbano, R. M. R., do Rosário Marinho, A. M., Percário, S., Dolabela, M. F., & Vale, V. V. (2021). Evaluation of the genotoxicity and mutagenicity of isoeleutherin and eleutherin isolated from Eleutherine plicata herb. using bioassays and in silico approaches. Arabian Journal of Chemistry, 14(4), 103084. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.103084
Cichorek, M., Wachulska, M., Stasiewicz, A., & Tymińska, A. (2013). Skin melanocytes: biology and development. Advances in Dermatology and Allergology, 1, 30–41. https://doi.org/10.5114/pdia.2013.33376
Cordero, R. J. B., & Casadevall, A. (2020). Melanin. Current Biology, 30(4), R142–R143. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.12.042
Costa, E. B., Silva, R. C., Espejo-Román, J. M., Neto, M. F. de A., Cruz, J. N., Leite, F. H. A., Silva, C. H. T. P., Pinheiro, J. C., Macêdo, W. J. C., & Santos, C. B. R. (2020). Chemometric methods in antimalarial drug design from 1,2,4,5-tetraoxanes analogues. SAR and QSAR in Environmental Research, 31(9), 677–695. https://doi.org/10.1080/1062936X.2020.1803961
da Silva Júnior, O. S., Franco, C. de J. P., de Moraes, A. A. B., Cruz, J. N., da Costa, K. S., do Nascimento, L. D., & Andrade, E. H. de A. (2021). In silico analyses of toxicity of the major constituents of essential oils from two Ipomoea L. species. Toxicon, 195, 111–118. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2021.02.015
de Paulo Farias, D., Neri-Numa, I. A., de Araújo, F. F., & Pastore, G. M. (2020). A critical review of some fruit trees from the Myrtaceae family as promising sources for food applications with functional claims. Food Chemistry, 306, 125630. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125630
Krepsky, P. B., Cervelin, M. de O., Porath, D., Peters, R. R., Ribeiro-do-Valle, R. M., & Farias, M. R. (2009). High performance liquid chromatography determination of cucurbitacins in the roots of Wilbrandia ebracteata Cogn. Revista Brasileira de Farmacognosia, 19(3). https://doi.org/10.1590/S0102-695X2009000500011
Leão, R. P., Cruz, J. V., da Costa, G. V., Cruz, J. N., Ferreira, E. F. B., Silva, R. C., de Lima, L. R., Borges, R. S., dos Santos, G. B., & Santos, C. B. R. (2020). Identification of New Rofecoxib-Based Cyclooxygenase-2 Inhibitors: A Bioinformatics Approach. Pharmaceuticals, 13(9), 209. https://doi.org/10.3390/ph13090209
Lee, H., Kim, Y., Park, A., & Nam, J.-M. (2014). Amyloid-β Aggregation with Gold Nanoparticles on Brain Lipid Bilayer. Small, 10(9), 1779–1789. https://doi.org/10.1002/smll.201303242
Lee, S.-R., Park, J.-H., Park, E. K., Chung, C. H., Kang, S.-S., & Bang, O.-S. (2005). Akt-induced promotion of cell-cycle progression at G2/M phase involves upregulation of NF-Y binding activity in PC12 cells. Journal of Cellular Physiology, 205(2), 270–277. https://doi.org/10.1002/jcp.20395
Li, Z., Chen, Y., Yang, Y., Yu, Y., Zhang, Y., Zhu, D., Yu, X., Ouyang, X., Xie, Z., Zhao, Y., & Li, L. (2019). Recent Advances in Nanomaterials-Based Chemo-Photothermal Combination Therapy for Improving Cancer Treatment. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 7. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00293
Lima, A. de M., Siqueira, A. S., Möller, M. L. S., Souza, R. C. de, Cruz, J. N., Lima, A. R. J., Silva, R. C. da, Aguiar, D. C. F., Junior, J. L. da S. G. V., & Gonçalves, E. C. (2020). In silico improvement of the cyanobacterial lectin microvirin and mannose interaction. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 1–10. https://doi.org/10.1080/07391102.2020.1821782
Maeda, K., & Fukuda, M. (1991). In vitro effectiveness of several whitening cosmetic components in human melanocytes. Journal of the Society of Cosmetic Chemists, 42(6), 361–368.
M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, V. Barone, B. Mennucci, G.A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X.Li, H.P. Hratchian, A.F. Izmaylov, G. Zheng, J.L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, O. Kitao, H.Nakai, T. Vreven, J.A. Montgomery, J.E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J.J. Heyd, E. Brothers, N. Kudin, V.N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K.Raghavachari, A. Rendell, J.C. Burant, S.S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J.M. Millam, M. Klene, J.E. Knox, J.B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J.Jaramillo, R. Gomperts, O. Yazyev, A.J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J.W. Ochterski, R.L. Martin, K. Morokuma, V.G. Zakrzewski, A. Voth, P. Salvador,J.J. Dannenberg, S. Dapprich, A.D. Daniels, J.B. Foresman, J. v Ortiz, J. Cioslowski, D.J. Fox, D.J. Gaussian, J. Bloino, Y. Honda, K.N. Kudin, R.E.Stratmann, G.A. Voth, Gaussian 09, (2009) 2–3.
Neto, R. de A. M., Santos, C. B. R., Henriques, S. V. C., Machado, L. de O., Cruz, J. N., da Silva, C. H. T. de P., Federico, L. B., Oliveira, E. H. C. de, de Souza, M. P. C., da Silva, P. N. B., Taft, C. A., Ferreira, I. M., & Gomes, M. R. F. (2020). Novel chalcones derivatives with potential antineoplastic activity investigated by docking and molecular dynamics simulations. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 1–13. https://doi.org/10.1080/07391102.2020.1839562
Neves Cruz, J., da Costa, K. S., de Carvalho, T. A. A., & de Alencar, N. A. N. (2020). Measuring the structural impact of mutations on cytochrome P450 21A2, the major steroid 21-hydroxylase related to congenital adrenal hyperplasia. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 38(5), 1425–1434. https://doi.org/10.1080/07391102.2019.1607560
Ramos, R. S., Macêdo, W. J. C., Costa, J. S., da Silva, C. H. T. de P., Rosa, J. M. C., da Cruz, J. N., de Oliveira, M. S., de Aguiar Andrade, E. H., e Silva, R. B. L., Souto, R. N. P., & Santos, C. B. R. (2020). Potential inhibitors of the enzyme acetylcholinesterase and juvenile hormone with insecticidal activity: study of the binding mode via docking and molecular dynamics simulations. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 38(16), 4687–4709. https://doi.org/10.1080/07391102.2019.1688192
Saeedi, M., Eslamifar, M., & Khezri, K. (2019). Kojic acid applications in cosmetic and pharmaceutical preparations. Biomedicine & Pharmacotherapy, 110, 582–593. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.12.006
Saghaie, L., Pourfarzam, M., Fassihi, A., & Sartippour, B. (2013). Synthesis and tyrosinase inhibitory properties of some novel derivatives of kojic acid. Research in Pharmaceutical Sciences, 8(4), 233–242.
Santana de Oliveira, M., da Cruz, J. N., Almeida da Costa, W., Silva, S. G., Brito, M. da P., de Menezes, S. A. F., de Jesus Chaves Neto, A. M., de Aguiar Andrade, E. H., & de Carvalho Junior, R. N. (2020). Chemical Composition, Antimicrobial Properties of Siparuna guianensis Essential Oil and a Molecular Docking and Dynamics Molecular Study of its Major Chemical Constituent. Molecules, 25(17), 3852. https://doi.org/10.3390/molecules25173852
Santana de Oliveira, M., Pereira da Silva, V. M., Cantão Freitas, L., Gomes Silva, S., Nevez Cruz, J., & Aguiar Andrade, E. H. (2021). Extraction Yield, Chemical Composition, Preliminary Toxicity of Bignonia nocturna (Bignoniaceae) Essential Oil and in Silico Evaluation of the Interaction. Chemistry & Biodiversity, 18(4). https://doi.org/10.1002/cbdv.202000982
Santos, C. B. R., Santos, K. L. B., Cruz, J. N., Leite, F. H. A., Borges, R. S., Taft, C. A., Campos, J. M., & Silva, C. H. T. P. (2020). Molecular modeling approaches of selective adenosine receptor type 2A agonists as potential anti-inflammatory drugs. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 1–13. https://doi.org/10.1080/07391102.2020.1761878
Schurink, M., van Berkel, W. J. H., Wichers, H. J., & Boeriu, C. G. (2007). Novel peptides with tyrosinase inhibitory activity. Peptides, 28(3), 485–495. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2006.11.023
Sendovski, M., Kanteev, M., Ben-Yosef, V. S., Adir, N., & Fishman, A. (2011). First Structures of an Active Bacterial Tyrosinase Reveal Copper Plasticity. Journal of Molecular Biology, 405(1), 227–237. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2010.10.048
Thomsen, R., & Christensen, M. H. (2006). MolDock: A New Technique for High-Accuracy Molecular Docking. Journal of Medicinal Chemistry, 49(11), 3315–3321. https://doi.org/10.1021/jm051197e
Wen, Z., Liu, B., Zheng, Z., You, X., Pu, Y., & Li, Q. (2010). Preparation of liposomes entrapping essential oil from Atractylodes macrocephala Koidz by modified RESS technique. Chemical Engineering Research and Design, 88(8), 1102–1107. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2010.01.020
Xu, Yimei, Stokes, A. H., Freeman, W. M., Kumer, S. C., Vogt, B. A., & Vrana, K. E. (1997). Tyrosine mRNA is expressed in human substantia nigra. Molecular Brain Research, 45(1), 159–162. https://doi.org/10.1016/S0169-328X(96)00308-7
Xu, You, Shen, Z., Shen, J., Liu, G., Li, W., & Tang, Y. (2011). Computational insights into the different catalytic activities of CYP2A13 and CYP2A6 on NNK. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 30, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2011.05.002
You, A., Zhou, J., Song, S., Zhu, G., Song, H., & Yi, W. (2015). Structure-based modification of 3-/4-aminoacetophenones giving a profound change of activity on tyrosinase: From potent activators to highly efficient inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, 93, 255–262. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.02.013
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Alessandro Quaresma Durães de Sousa; Jorddy Neves da Cruz; Joyce Karen Lima Vale
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.