X-ray crystallographic fragment screening against the human prion protein (2021)
- Authors:
- Autor USP: RANGEL, VICTOR LOPES - FCFRP
- Unidade: FCFRP
- Sigla do Departamento: 602
- DOI: 10.11606/T.60.2021.tde-27092021-150052
- Subjects: CRISTALOGRAFIA DE RAIOS X; PROTEÍNAS; DOENÇAS NEURODEGENERATIVAS; PLANEJAMENTO DE FÁRMACOS
- Keywords: Cristalografia de proteínas; Descoberta de fármacos baseada em estrutura; Doença priônica; Fragment screening; Fragment-based drug Discovery; Prion disease; Prion protein; Protein crystallography; Proteína priônica; Varredura de fragmentos
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Doenças priônicas resultam do acúmulo de confôrmeros mal enovelados da proteína priônica celular (PrPC), uma proteína de ancoragem glicosilfosfatidilinositol, expressa na superfície de membranas celulares. O evento crítico da doença priônica é a conversão da PrPC em um confôrmero capaz de se automultiplicar, o príon scrapie, cuja propagação e acúmulo resulta em morte neuronal e amiloidogênese. O prognóstico da doença é devastador, com uma média de sobrevida de aproximadamente um ano após o início dos sintomas. Apesar dos tremendos esforços, a função e mecanismo de conversão da PrP ainda são desconhecidas. Esse trabalho teve como foco a utilização da técnica de varredura de fragmentos por cristalografia de raios-X para mapear o espaço químico da PrP para ajudar na busca de compostos de referência para o desenvolvimento de fármacos. A triagem da PrP, que atualmente carrega o estigma de proteína "não-drogável", pode se beneficiar da estratégia de empregar fragmentos como fontes de novos hits. Essa abordagem se baseia na utilização de moléculas de baixo peso molecular para rastrear a superfície da proteína na busca de regiões de interação, aumentando as chances de encontrar ligantes que possam oferecer uma rota alternativa para o tratamento da doença. Fragmentos identificados como ligantes podem ser explorados no i) aumento da estabilidade da PrPC, aumentando a barreira de energia para a conversão, ii) redução da estabilidade, induzindo a internalização e degradação da PrPC, iii) bloquear sítios de interação proteína-proteína entre a PrPC e a PrPSc, inibindo o processo de conversão. Nesse trabalho, foi estabelecido um protocolo reprodutível para produção e cristalizaçãoda PrP, para a qual mais de 1000 conjuntos de dados foram coletados e mais de 600 fragmentos foram testados. Os dados mostraram dois ligantes interagindo com a PrP, e revelaram o pirazol como motivo químico de interação em uma pequena cavidade gerada pela fechamento da cadeia lateral da Lys185 sobre o fragmento. A análise in silico dos dados coletados também revelaram uma rigidez inesperada para a região globular da PrP. Para superar a dificuldade em encontrar mais ligantes, foi realizada uma segunda varredura de fragmentos, que usou um cristal em condição mais favorável para esse tipo de experimentos. A busca por essa condição envolveu a varredura por uma nova forma cristalina, o uso de nano anticorpos específicos para PrP e condições com PEG. A segunda varredura de fragmentos testou mais de 100 fragmentos, sem positivos. Reunindo os dados gerados, o trabalho tem o potencial de ajudar na busca de fármacos baseado na estrutura da proteína priônica, além de providenciar uma análise profunda sobre varredura de fragmentos que pode auxiliar futuras campanhas
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2021
- Data da defesa: 20.08.2021
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
RANGEL, Victor Lopes. X-ray crystallographic fragment screening against the human prion protein. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60136/tde-27092021-150052/. Acesso em: 06 maio 2026. -
APA
Rangel, V. L. (2021). X-ray crystallographic fragment screening against the human prion protein (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60136/tde-27092021-150052/ -
NLM
Rangel VL. X-ray crystallographic fragment screening against the human prion protein [Internet]. 2021 ;[citado 2026 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60136/tde-27092021-150052/ -
Vancouver
Rangel VL. X-ray crystallographic fragment screening against the human prion protein [Internet]. 2021 ;[citado 2026 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60136/tde-27092021-150052/ - Fragment binding to the Nsp3 macrodomain of SARS-CoV-2 identified through crystallographic screening and computational docking
- Fragment binding to the Nsp3 macrodomain of SARS-CoV-2 identified through crystallographic screening and computational docking
- Novel quaternary structures of the human prion protein globular domain
- Multimodal small-molecule screening for human prion protein binders
- Structural, biochemical and biophysical characterization of recombinant human fumarate hydratase
- Open science discovery of potent noncovalent SARS-CoV-2 main protease inhibitors
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