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https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18491| Tipo: | Tese |
| Título: | Exploração de aceptores de Michael contra proteases de interesse clínico: planejamento, triagem virtual e aplicação na resistência bacteriana e tripanossomíase africana |
| Título(s) alternativo(s): | Exploration of Michael acceptors against proteases of clinical interest: design, virtual screening and application in bacterial resistance and african trypanosomiasis |
| Autor(es): | Monteiro, Kadja Luana Chagas |
| Primeiro Orientador: | Aquino, Thiago Mendonça de |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Silva Júnior, Edeildo Ferreira da |
| metadata.dc.contributor.advisor-co2: | Schirmeister, Tanja |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Lima, Dimas José da Paz |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Silva, Júlio Cosme Santos da |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Castro, Olagide Wagner de |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Santos Júnior, Paulo Fernando da Silva |
| Resumo: | O crescente aumento da resistência a antibióticos demanda urgentemente a descoberta de novos fármacos capazes de combater microrganismos patogênicos ou modular mecanismos de resistência. Paralelamente, doenças negligenciadas, como a tripanossomíase africana, representam um desafio crítico para países em desenvolvimento. Ambas as condições compartilham um alvo terapêutico em comum: serino e cisteíno proteases, consideradas alvos para o desenvolvimento de novos protótipos farmacêuticos. Entre as classes químicas com potencial inibidor dessas enzimas, os Aceptores de Michael têm recebido destaque. Neste contexto, este estudo desenvolveu uma série de compostos a partir de uma triagem virtual, contendo estruturas de carbonilas α,β-insaturadas com centros eletrofílicos ("warheads") para atuar contra cisteíno e serino proteases de interesse clínico. Foram identificados aproximadamente 50 potenciais hits, derivados de acrilamidas, α-substituídas por ciano, flúor e tiol. A síntese dos compostos selecionados envolveu reações de Knoevenagel, Horner–Wadsworth–Emmons e acoplamento de amida, resultando em 34 ácidos acrílicos intermediários, 14 ésteres acrilamida e 13 acrilamidas com rendimentos variando entre 20-98%. Os compostos foram avaliados em ensaios enzimáticos contra as cisteíno proteases catepsinas B, L e rodesaína, além das serino proteases β-lactamase e tripsina, demonstrando seletividade para serino proteases. Adicionalmente, foram realizados testes de sinergia contra bactérias multirresistentes produtoras de β-lactamases das classes A, B e C. A combinação dos compostos sintetizados com polimixina B exibiu atividade sinérgica promissora para os compostos 6e, 2c e 11b, resultando na redução do crescimento bacteriano de cepas de Klebsiella pneumoniae KPC P15-ST11 e ainda com outras combinações e cepas. O núcleo heterocíclico 5-bromoindol emergiu como unidade de reconhecimento, uma vez que os compostos ativos apresentam esse substituinte. Adicionalmente, o ensaio in silico de dinâmica molecular revelou interações de hidrogênio mediadas por água no sítio catalítico, além de interações de hidrogênio diretas com o NH do 5-bromoindol e a Ser70. Espera-se que os compostos aqui descobertos sejam aplicados no desenho de futuros fármacos contra o mecanismo de resistência bacteriana mediada por β-lactamase. |
| Abstract: | The increasing rise in antibiotic resistance urgently demands the discovery of new drugs capable of combating pathogenic microorganisms or modulating resistance mechanisms. In parallel, neglected diseases, such as African trypanosomiasis, represent a critical challenge for developing countries. Both conditions share a common therapeutic target: serine and cysteine proteases, considered targets for the development of new pharmaceutical prototypes. Among the chemical classes with potential inhibitory effects on these enzymes, Michael acceptors have been highlighted. In this context, this study developed a series of compounds from virtual screening, containing α,β-unsaturated carbonyl structures with electrophilic centers ("warheads") to act against cysteine and serine proteases of clinical interest. Approximately 50 potential hits were identified, derived from acrylamides, α-substituted by cyan, fluorine and thiol. The synthesis of the selected compounds involved Knoevenagel, Horner– Wadsworth–Emmons and amide coupling reactions, resulting in 34 acrylic acid intermediates, 14 acrylamide esters and 13 acrylamides with yields ranging from 20-98%. The compounds were evaluated in enzymatic assays against the cysteine proteases cathepsins B, L and rhodesain, in addition to the serine proteases β-lactamase and trypsin, demonstrating selectivity for serine proteases. Additionally, synergy tests were performed against multidrug-resistant bacteria producing β-lactamases of classes A, B and C. The combination of the synthesized compounds with polymyxin B exhibited promising synergistic activity for compounds 6e, 2c and 11b, resulting in the reduction of bacterial growth of Klebsiella pneumoniae KPC P15-ST11 strains and also with other combinations and strains. The heterocyclic nucleus 5-bromoindole emerged as the recognition unit, since the active compounds present this substituent. Additionally, the in silico molecular dynamics assay revealed water-mediated hydrogen interactions at the catalytic site, in addition to direct hydrogen interactions with the NH of 5-bromoindole and Ser70. The compounds discovered here are expected to be applied in the design of future drugs against the β-lactamase-mediated bacterial resistance mechanism. |
| Palavras-chave: | Resistência antimicrobiana Tripanossomíase africana Proteases Aceptores de Michael Antimicrobial resistance African trypanosomiasis Proteases Michael acceptors |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
| Sigla da Instituição: | UFAL |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia |
| Citação: | MONTEIRO, Kadja Luana Chagas. Exploração de aceptores de Michael contra proteases de interesse clínico: planejamento, triagem virtual e aplicação na resistência bacteriana e tripanossomíase africana. 2026. 216 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Universidade Federal de Alagoas. Instituto de Química e Biotecnologia. Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia. Maceió, 2025. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18491 |
| Data do documento: | 25-abr-2025 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
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| Exploração de aceptores de Michael contra proteases de interesse clínico_planejamento, triagem virtual e aplicação na resistência bacteriana e tripanossomíase africana.pdf | Exploração de aceptores de Michael contra proteases de interesse clínico: planejamento, triagem virtual e aplicação na resistência bacteriana e tripanossomíase africana | 8.91 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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