Insights into Phosphate Cooperativity and Influence of Substrate Modifications on Binding and Catalysis of Hexameric Purine Nucleoside Phosphorylases

The hexameric purine nucleoside phosphorylase from Bacillus subtilis (BsPNP233) displays great potential to produce nucleoside analogues in industry and can be exploited in the development of new anti-tumor gene therapies. In order to provide structural basis for enzyme and substrates rational optimization, aiming at those applications, the present work shows a thorough and detailed structural description of the binding mode of substrates and nucleoside analogues to the active site of the hexameric BsPNP233. Here we report the crystal structure of BsPNP233 in the apo form and in complex with 11 ligands, including clinically relevant compounds. The crystal structure of six ligands (adenine, 2'deoxyguanosine, aciclovir, ganciclovir, 8-bromoguanosine, 6-chloroguanosine) in complex with a hexameric PNP are presented for the first time. Our data showed that free bases adopt alternative conformations in the BsPNP233 active site and indicated that binding of the co-substrate (2'deoxy) ribose 1-phosphate might contribute for stabilizing the bases in a favorable orientation for catalysis. The BsPNP233-adenosine complex revealed that a hydrogen bond between the 5' hydroxyl group of adenosine and Arg(43*) side chain contributes for the ribosyl radical to adopt an unusual C3'-endo conformation. The structures with 6-chloroguanosine and 8-bromoguanosine pointed out that the Cl-6 and Br-8 substrate modifications seem to be detrimental for catalysis and can be explored in the design of inhibitors for hexameric PNPs from pathogens. Our data also corroborated the competitive inhibition mechanism of hexameric PNPs by tubercidin and suggested that the acyclic nucleoside ganciclovir is a better inhibitor for hexameric PNPs than aciclovir. Furthermore, comparative structural analyses indicated that the replacement of Ser(90) by a threonine in the B. cereus hexameric adenosine phosphorylase (Thr(91)) is responsible for the lack of negative cooperativity of phosphate binding in this enzyme.

Meningoencefalite concomitante a herpes zoster oftálmico em escolar previamente hígido

INTRODUÇÃO O vírus Varicella-Zoster é o agente da varicela, doença auto-limitada comum da faixa etária pediátrica. Cerca de 20% dos casos evoluem com herpes zoster em algum momento da vida, devido a reativação do vírus dos gânglios nervosos ou reexposição. O envolvimento do ramo oftálmico do nervo trigêmio, defido como zoster oftálmico, tem como complicação mais descrita a nevralgia pós-herpética, podendo evoluir com outras alterações locais agudas e tardias. Meningoencefalites concomitante a herpes zoster são pouco descritas na literatura. DESCRIÇÃO DO CASO Paciente de 9 anos, com antecedente de varicela com 1 ano de idade, com queixa de vômitos e cefaléia há dois dias, associada a queda do estado gerale hiporexia. Referiu aparecimento de lesões vesico-bolhosas dolorosas em região periorbitária esquerda há 1 dia e evoluiu com agitação psicomotora e confusão mental. No exame físico de entrada apresentava-se sonolento, com lesões vesico-bolhosas em dermátomo do ramo oftálmico do nervo trigêmio, sem sinais de irritação meníngea ou déficits motores, sem alterações visuais ou oculares. Realizada tomografia de crânio e eletroencefalograma sem alterações. Coletado líquor que revelou líquido límpido e incolor, com aumento de celularidade às custas de linfócitos, glicorraquia normal, bacterioscopia negativa e culturas negativas. Feita hipótese diagnóstica inicial de herpes zoster oftálmico complicado com meningoencefalite e introduzido aciclovir. Paciente evoluiu bem, com melhora do estado geral, remissão dos sintomas neurológicos e melhora das lesões de pele. Evidenciado PCR positivo para o vírus varicela-zoster (VVZ) no líquor. DISCUSSÃO Encontramos poucas descrições na literatura de herpes zoster oftálmico associado à alterações neurológicas. A presença da PCR positiva no liquor foi fundamental para o diagnóstico. CONCLUSÃO O VVZ pode reativar na forma de herper zoster oftálmico e acometer o sistema nervoso central. Apesar de evento raro em crianças, especialmente nas imunocompetentes, a presença da PCR positiva liquor confirmou a meningoencefalite.