Estudo computacional das monoaminoxidases A e B com substratos e inibidores

Abstract

A monoaminoxidase (MAO) é uma enzima importante, que pode atuar como alvo terapêutico. Inibidores da MAO-A apresentam atividade no tratamento de distúrbios de humor, enquanto os inibidores seletivos da MAO-B tem uso, especialmente, no tratamento da Doença de Parkinson. O conhecimento das interações ENZIMA-INIBIDOR é importante no planejamento de fármacos. Nesse contexto, foram realizados estudos das enzimas MAO-A e MAO-B com diferentes ligantes, através da combinação das metodologias de docking, Dinâmica Molecular e Ensemble Docking. Foram escolhidos os ligantes derivados da 1,4-naftoquinona (1,4-NQ), lapachol, menadiona, norlapachol, A2, B2 e C2, os inibidores comerciais clorgilina (MAO-A) e selegilina (MAO-B) e os substratos naturais serotonina (MAO-A) e dopamina (MAO-B). Os resultados do docking mostraram interação de todos os ligantes com algum dos resíduos da "gaiola aromática" (FAD, Tyr407/Tyr444 para MAO-A, Tyr398/Tyr435 para MAO-B), uma importante região catalítica da MAO. Além disso, a seletividade observada experimentalmente da menadiona com a MAO-B também foi observada no docking. Através da DM, foi possível observar algumas diferenças conformacionais entre as estruturas da MAO-A e MAO-B, que podem explicar a seletividade entre as duas isoformas, como por exemplo, distâncias entre resíduos do sítio ativo e ligações de hidrogênio. A partir do Ensemble Docking, foi verificado que a conformação do receptor influencia significativamente o escore das interações ENZIMA+LIGANTE para ligantes volumosos.

Monoamine oxidase (MAO) is an important enzyme that acts as therapeutic target. MAO-A inhibitors show pharmacological activity in the treatment of mood disorders, whereas MAO-B inhibitors are used especially in treatment of Parkinson's Disease. Knowledge of enzyme-inhibitor interactions is important in drug design. Therefore, studies of MAO-A and MAO-B enzymes with different ligands were performed by combining docking, Molecular Dynamics and Ensemble Docking methodologies. Ligands derived from 1,4-naphthoquinone, lapachol, menadione, nor-lapachol, A2, B2, C2, commercial inhibitors clorgyline (MAO-A) and selegiline (MAO-B) and the natural substrates serotonin (MAO-A) and dopamine (MAO-B) were chosen. The docking results shows interactions of all ligands with some residue of the "aromatic cage” (FAD cofactor, Tyr407/Tyr444 for MAO-A and Tyr398/Tyr435 for MAO-B), an important catalytic region of MAO. Furthermore, the experimentally observed selectivity of menadione with MAO-B was also observed by Docking. In Molecular Dynamics results, conformational differences were observed between MAO-A and MAO-B structures, which could explain the selectivity observed between isoforms, e.g. distances between residues of the active site and hydrogen bonds. Ensemble Docking results shows that the conformation of the receptor significantly influence the score of ENZYME+LIGAND interactions for bulky ligands.