Interações intermoleculares

O software BIOVIA Discovery Studio permite a visualização das interações intermoleculares entre o ligante e a proteína. Dessa forma, é uma ferramenta importante para analisar os resultados do docking molecular. (BIOVIA, 2023)

Nessa etapa da análise, foram usados diagramas das interações intermoleculares dos compostos para estabelecer padrões entre os valores da energia de ligação dos compostos, os aminoácidos envolvidos e os tipos de interação. Dessa forma, é possível analisar as características estruturais dos compostos que levam a bons resultados de potência inibitória. Para tanto, os dados da melhor conformação no blind docking foram utilizados.

Figura 1: Gráfico das interações intermoleculares da Amostra 2

Fonte: BIOVIA Discovery Studio, 2023

A figura acima é um exemplo de como é possível analisar as interações intermoleculares dos compostos com a exotoxina A. Com os dados das interações intermoleculares e do docking molecular, foi estabelecida a tabela 1 abaixo. Nela, as amostras com os melhores dados de energia de ligação estão à direita e os compostos com os piores rendimentos estão à esquerda. Foram organizados na tabela os aminoácidos que estabelecem interações com cada ligante.

Tabela 1: Relação entre compostos, aminoácidos, interações intermoleculares e docking

Fonte: Autoras

Além disso, também foi sinalizado o tipo de cada interação a partir das cores, com a figura abaixo representando essa legenda. Caso o aminoácido participe de mais de um tipo de interação, foi sinalizado com uma cor da fonte diferente.

Figura 2: Legenda da tabela 1

Fonte: Autoras

Ao analisar os dados das interações intermoleculares, é possível perceber que não há um padrão estabelecido na maior parte dos aminoácidos. Dito isso, é perceptível que existem tendências entre a energia de ligação e tais interações com os resíduos.

1. ALA-472

   O aminoácido ALA-472 estabeleceu interações intermoleculares com todos os compostos testados, com ligações do tipo Pi-Alkyl. Por isso, esse resíduo é importante para que o PJ34 e as amostras se posicionem na exotoxina A.

2. ALA-478

   O aminoácido ALA-478 também estabeleceu interações com os todos ligantes. Normalmente, as ligações foram do tipo de forças van der Waals para as amostras com os melhores resultados de energia de ligação, localizadas na primeira metade da tabela, como as Amostras 2, 13 e 11. Na segunda metade da tabela, a maior parte das ligações foram do tipo Pi-Alkly. Assim, o ALA-478 é um aminoácido recorrente entre a exotoxina A e o PJ34 e seus derivados, mas, considerando a predominância de interações com forças van der Waals, o tipo mais fraco de interações, não é, aparentemente, um dos aminoácidos principais.

3. TYR-481

   O aminoácido TYR-481 estabeleceu interações intermoleculares do tipo Pi-Pi Stacked com todos os ligantes. Considerando a força dessa interação e o seu papel fundamental em anéis aromáticos, os quais estão presentes em todas as amostras, o TYR-481 aparenta ser essencial.

4. TYR-470

   O aminoácido TYR-470 também interagiu com todos os ligantes. As interações foram normalmente do tipo van der Waals, mas também teve interações Alkyl, Pi- Pi Stacked, hidrogênio convencional e Pi-Sigma.

5. Amostra 10

   A Amostra 10 teve o segundo pior resultado no docking molecular. Ao analisar as suas interações intermoleculares, é perceptível que esse composto se posicionou em uma parte da exotoxina A um pouco diferente das demais amostras. De fato, apesar de estabelecer interações com aminoácidos comuns aos outros compostos, a Amostra 10 foi a única a manter ligações com os resíduos ARG-458, ASP-209, ASP-461, GLN-460, SER-459, THR-341 e THR-422, além de ser a única a não interagir com o aminoácido ALA-519. Assim, essa pequena diferença de posição pode explicar o desempenho insatisfatório da Amostra 10.

6. Amostra 6

   A Amostra 6 teve o pior desempenho na energia de ligação na exotoxina A. Assim como a Amostra 10, esse composto aparentemente se alocou em um segmento daexotoxina A ligeiramente diferente. Dessa forma, mesmo mantendo interações com alguns resíduos recorrentes, a Amostra 6 foi a única a estabelecer ligações com os aminoácidos ALA-520, ALA-523 e ALA-524.

7. Forças van der Waals

   As forças van der Waals são o tipo de interação intermolecular mais fraco dentre as apresentadas. As Amostras 6 e 10, que tiveram a pior performance no docking molecular, estabeleceram várias interações van der Waals (respectivamente 11 e 10). Assim, isso demonstra que, como pelo menos metade das interações estabelecidas por essas amostras são desse tipo, as interações dessas amostras são mais fracas que as demais. Por isso, a energia de ligação é pior quando comparada com o conjunto de dados.

BIOVIA. BIOVIA Discovery Studio Visualizer. v24.1.0.23298. San Diego: Dassault Systèmes, 2023. Disponível em: <https://discover.3ds.com/discovery-studio-visualizer- download>. Acesso em: 19 ago. 2024.