Attività enzimatica ed inibizione della tirosin-fosfatasi A (MptpA) di Mycobacterium tuberculosis in funzione del pH

La tubercolosi è una malattia infettiva causata dal batterio patogeno Mycobacterium tuberculosis. Tale micobatterio è in grado di secernere due importanti tirosin-fosfatasi, MptpA e MptpB, che esplicano un importante ruolo come fattori di virulenza permettendo la sopravvivenza del batterio all’interno dell’ospite mediante evasione della risposta immunitaria. In particolare, MptpA è un membro della famiglia delle tirosin-fosfatasi a basso peso molecolare ed è composta da 163 amminoacidi (17,9 kDa). L’enzima impedisce la normale maturazione del fagosoma e la fusione fagosoma-lisosoma, attraverso la defosforilazione della proteina VPS33B, inibendo così la risposta cellulare all’infezione. Obiettivo del seguente lavoro di tesi è stato analizzare il comportamento catalitico di MptpAW152F, variante caratterizzata dalla presenza di un solo triptofano, in funzione del pH. È stata inoltre valutata l’eventuale inibizione dell’attività enzimatica ad opera di alcuni composti naturali, i glucosinolati e di un inibitore di sintesi (L335-M34). Lo studio cinetico effettuato in presenza del substrato fosfotirosina ha evidenziato la presenza di un secondo sito allosterico, adiacente al sito attivo dell’enzima, che influenza l’attività di MptpAW152F. Questo risulta essere un promettente bersaglio per la progettazione di nuovi farmaci ed inibitori selettivi. La valutazione di alcuni tra questi, come l’inibitore sintetico L335-M34 ha riportato risultati promettenti. I saggi di attività in pre-steady-state in funzione del pH e le analisi SPR hanno permesso di indagare ulteriormente l’affinità di legame tra MptpAW152F e la fosfotirosina e di evidenziare il riarrangiamento strutturale dell’enzima da una forma aperta ad una forma chiusa, cataliticamente attiva.

Inhibition of Mycobacterium tuberculosis tyrosine phosphatase PtpA by synthetic chalcones: Kinetics, molecular modeling, toxicity and effect on growth

Tuberculosis (TB) is a major cause of morbidity and mortality throughout the world, and it is estimated that one-third of the world`s population is infected with Mycobacterium tuberculosis. Among a series of tested compounds, we have recently identified five synthetic chalcones which inhibit the activity of M. tuberculosis protein tyrosine phosphatase A (PtpA), an enzyme associated with M. tuberculosis infectivity. Kinetic studies demonstrated that these compounds are reversible competitive inhibitors. In this work we also carried out the analysis of the molecular recognition of these inhibitors on their macromolecular target, PtpA, through molecular modeling. We observed that the predominant determinants responsible for the inhibitory activity of the chalcones are the positions of the two methoxyl groups at the A-ring, that establish hydrogen bonds with the amino acid residues Arg17, His49, and Thr12 in the active site of PtpA, and the substitution of the phenyl ring for a 2-naphthyl group as B-ring, that undergoes p stacking hydrophobic interaction with the Trp48 residue from PtpA. Interestingly, reduction of mycobacterial survival in human macrophages upon inhibitor treatment suggests their potential use as novel therapeutics. The biological activity, synthetic versatility, and low cost are clear advantages of this new class of potential tuberculostatic agents. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.