Caracterização estrutural e conformacional do sulfato de condroitina através de simulações de dinâmica molecular

Abstract

Sulfato de condroitina (CS) é um glicosaminoglicano (GAG) composto por unidades dissacarídicas de N-acetilgalactosamina (GalNAc) e ácido glicurônico (GlcA). Estes resíduos podem ser encontrados conectados através de ligações β1→3 e β1→4. Podem ainda ser sulfatados nas posições 4 e 6 do resíduo GalNAc e na posição 2 do GlcA. O CS atua contribuindo para a resistência à tensão em cartilagens, tendões, ligamentos e na parede da aorta. Por outro lado, sua forma supersulfatada (OSCS) foi identificada como contaminante de heparinas comerciais, tendo sido relatada como causa de reações adversas e mortes em pacientes. Essa sulfatação química e específica no OSCS, nas posições 2 e 3 do resíduo GlcA e 4 e 6 do GalNAc, cria novas formas moleculares e, possivelmente, estados conformacionais, originando novos arcabouços para interação com receptores específicos, de forma patológica. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo caracterizar a influência da sulfatação na dinâmica conformacional do OSCS, incluindo todos os possíveis padrões de sulfatação relatados na literatura. O protocolo utilizado inclui: 1) construção de mapas de contorno relaxados para cada ligação glicosídica; 2) simulações por dinâmica molecular empregando o pacote GROMACS e o campo de força GROMOS96 43a1; 3) análise da influência da sulfatação na conformação dos OSCS estudados e sua potencial relação à toxicidade observada clinicamente. Tais procedimentos nos permitiram caracterizar ligação glicosídica β1→3 como apresentando maior rigidez no OSCS quando comparada ao CS encontrado na natureza. Em contrapartida, a ligação glicosídica β1→4 mostrou-se mais flexível no OSCS em relação ao CS natural, indicando que a sulfatação química é capaz de interferir na dinâmica do CS e, por conseguinte, nas formas disponíveis para interação com macromoléculas biológicas, o que potencialmente está relacionado a sua toxicidade como contaminante da heparina.