@PHDTHESIS{ 2013:2116610861, title = {Caracteriza??o cin?tica e bioqu?mica da enzima inosina monofosfato desidrogenase (EC 1.1.1.205) de Mycobacterium tuberculosis como alvo para o desenvolvimento de inibidores}, year = {2013}, url = "http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/1749", abstract = "A tuberculose (TB) permanece entre as principais causas de morte por doen?as infectocontagiosas e estima-se que um ter?o da popula??o mundial esteja infectada pelo Mycobacterium tuberculosis. Apesar de existirem tratamentos dispon?veis h? mais de 50 anos, a TB ? respons?vel por causar altas taxas de mortalidade em todo o mundo. A coinfec??o com o HIV e a emerg?ncia de TB resistente a m?ltiplas drogas representam um desafio ? sa?de p?blica e t?m estimulado a pesquisa por novos e mais efetivos agentes terap?uticos contra a doen?a. Avan?os na identifica??o de novos alvos para drogas contra a TB t?m sido poss?veis gra?as ao sequenciamento do genoma do M. tuberculosis H37Rv e incluem a elucida??o da fun??o de prote?nas envolvidas em rotas bioqu?micas essenciais para o crescimento micobacteriano. A enzima Inosina Monofosfato Desidrogenase (IMPDH, EC 1.1.1.205) ? uma enzima chave na bioss?ntese de nucleot?deos de purina, pois participa de uma etapa limitante na s?ntese de novo de nucleot?deos de guanina, a partir de inosina 5 -monofosfato (IMP). Ela catalisa a oxida??o de IMP a xantosina 5 -monofosfato (XMP), com concomitante convers?o de nicotinamida adenina dinucleot?deo (NAD+) ? sua forma reduzida, NADH. Essa rea??o controla os n?veis de nucleot?deos de guanina e inibidores da IMPDH t?m sido utilizados como agentes imunossupressores, antic?ncer e antivirais. Recentemente, a IMPDH de M. tuberculosis (MtIMPDH) foi descrita como um alvo antimicobacteriano promissor e inibidores desta enzima t?m sido reportados. Neste trabalho, foi realizada a clonagem da regi?o codificante do gene guaB2, a express?o e a purifica??o da prote?na MtIMPDH. A MtIMPDH recombinante apresentou uma massa molecular m?dia de 54.775 Da e a an?lise atrav?s de Espectroscopia de Absor??o At?mica em Chama (FAAS) e Espectroscopia de Emiss?o ?ptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICPOES) identificou um ?on K+ por subunidade. Os experimentos de rea??o cruzada, utilizando glutaralde?do, mostraram que a MtIMPDH pode existir como um tetr?mero em solu??o. Os estudos de cin?tica em estado estacion?rio revelaram que a atividade catal?tica da MtIMPDH ? dependente de c?tions monovalentes, principalmente K+. Os estudos de velocidade inicial e inibi??o pelos produtos sugeriram que a cat?lise procede atrav?s de um mecanismo cin?tico sequencial Bi Bi ordenado, no qual o IMP associa-se primeiramente ? MtIMPDH, seguido pela liga??o do NAD+, e que a transfer?ncia do hidreto n?o ? a etapa limitante da rea??o catalisada pela enzima em estudo. Al?m disso, a inibi??o pelo substrato NAD+ indica que a libera??o dos produtos ? ordenada, onde o NADH ? o primeiro produto a ser liberado. Os estudos de perfil de pH indicaram que a desprotona??o de um grupamento com valor de pK em torno de 8,2 ? essencial para a atividade catal?tica da MtIMPDH e, que amino?cidos cujas cadeias laterais possuem valores de pK pr?ximos de 7,5 e 9,0 est?o envolvidos na liga??o ao NAD+. Os dados aqui apresentados s?o discutidos com base em estudos cin?ticos e estruturais dispon?veis de IMPDHs de diferentes organismos e podem auxiliar no desenvolvimento de compostos inibidores para a enzima em estudo. Al?m disso, a identifica??o de genes essenciais para o crescimento bacteriano representa uma etapa importante no desenvolvimento de drogas. Assim, foi realizada a mutag?nese s?tio-dirigida por substitui??o g?nica, a fim de avaliar a import?ncia do gene guaB2 no crescimento do M. tuberculosis H37Rv. Nossos resultados sugerem que este gene ? essencial para o crescimento in vitro do M. tuberculosis H37Rv e a confirma??o da essencialidade permitir? a valida??o do produto deste gene como um alvo para inibidores. Os dados obtidos a partir da caracteriza??o cin?tica da enzima e da substitui??o g?nica representaram o ponto de partida para o planejamento, sele??o e testes de poss?veis inibidores da MtIMPDH. Entre os compostos qu?micos sintetizados, um deles apresentou valores de Ki na faixa de nanomolar e apresentou perfis de inibi??o n?o-competitivo e incompetitivo em rela??o aos substratos NAD+ e IMP, respectivamente. A caracteriza??o da MtIMPDH e os resultados preliminares de inibi??o desta enzima representam passos cruciais no desenvolvimento de novas drogas para o tratamento da TB. Assim, estes dados podem ser ?teis para um melhor entendimento sobre o metabolismo do M. tuberculosis e podem servir como base para o desenvolvimento de estrat?gias terap?uticas objetivando o controle da TB.", publisher = {Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul}, scholl = {Programa de P?s-Gradua??o em Medicina e Ci?ncias da Sa?de}, note = {Faculdade de Medicina} }