Estudo in silico da interação da albumina de soro humano com o ibuprofeno

Currently, computational methods have been increasingly used to aid in the characterization of molecular biological systems, especially when they relevant to human health. Ibuprofen is a nonsteroidal antiinflammatory or broadband use in the clinic. Once in the bloodstream, most of ibuprofen is linked to human serum albumin, the major protein of blood plasma, decreasing its bioavailability and requiring larger doses to produce its antiinflamatory action. This study aimes to characterize, through the interaction energy, how is the binding of ibuprofen to albumin and to establish what are the main amino acids and molecular interactions involved in the process. For this purpouse, it was conducted an in silico study, by using quantum mechanical calculations based on Density Functional Theory (DFT), with Generalized Gradient approximation (GGA) to describe the effects of exchange and correlation. The interaction energy of each amino acid belonging to the binding site to the ligand was calculated the using the method of molecular fragmentation with conjugated caps (MFCC). Besides energy, we calculated the distances, types of molecular interactions and atomic groups involved. The theoretical models used were satisfactory and show a more accurate description when the dielectric constant ε = 40 was used. The findings corroborate the literature in which the Sudlow site I (I-FA3) is the primary binding site and the site I-FA6 as secondary site. However, it differs in identifying the most important amino acids, which by interaction energy, in order of decreasing energy, are: Arg410, Lys414, Ser 489, Leu453 and Tyr411 to the I-Site FA3 and Leu481, Ser480, Lys351, Val482 and Arg209 to the site I-FA6. The quantification of interaction energy and description of the most important amino acids opens new avenues for studies aiming at manipulating the structure of ibuprofen, in order to decrease its interaction with albumin, and consequently increase its distribution

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Na atualidade, os métodos computacionais vêm sendo cada vez mais utilizados para auxiliar a biologia molecular na caracterização de sistemas biológicos, principalmente quando esses possuem relevância para a saúde humana. O ibuprofeno é um antiinflamatório não-esteroidal de larga utilização na clínica. Uma vez na corrente sanguínea, boa parte do ibuprofeno fica ligada a albumina de soro humano, a principal proteína do plasma sanguíneo, diminuindo a sua biodisponibilidade e necessitando de maiores doses para a produção de seu efeito antiinflamatório. Este estudo teve por objetivo caracterizar, através da energia de interação, como ocorre a ligação do ibuprofeno à albumina e estabelecer quais os principais aminoácidos e interações moleculares envolvidas no processo. Para tal desenvolveu-se um estudo in silico, com utilização de cálculos de mecânica quântica, baseada na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com aproximações do Gradiente Generalizado (GGA) para descrição dos efeitos de correlação e troca. A energia de interação de cada aminoácido do sítio de ligação, com o ligante foi calculada com base no método de fragmentação molecular com capas conjugadas (MFCC). Além da energia, foram calculadas as distâncias, tipos de interações moleculares e grupos atômicos envolvidos. Os modelos teóricos utilizados foram satisfatórios e demonstraram uma descrição mais precisa com a utilização da constante dielétrica ε=40. Os achados corroboram com a literatura colocando o sítio Sudlow I (I-FA3) como o principal sítio de ligação e o sítio I-FA6 como sítio secundário. Contudo, difere quanto à identificação dos aminoácidos mais importantes, que por meio da energia de interação, em ordem decrescente de energia, são: Arg410, Lys414, Ser 489, Leu453 e Tyr411 para o Sítio I-FA3 e Leu481, Ser480, Lys351, Val482 e Arg209 para o sítio I-FA6. A quantificação da energia de interação e a descrição dos aminoácidos mais importantes abre caminhos para novos estudos que visem a manipulação da estrutura do ibuprofeno, no sentido de diminuir a interação desse com a albumina, e consequentemente aumentar a sua distribuição