Busca simultânea de múltiplas cópias e construção de ligandos em sítios de ligação: aplicação a inibidores da aspartato protease do HIV-1

O design racional de ligandos é um problema complexo que pode ser dividido em três partes: a busca por posições e orientações ótimas de grupos funcionais no sítio de ligação, a conexão dessas posições para formar ligandos candidatos e a estimativa de suas constantes de ligação. Abordagens para tratar as duas primeiras partes do problema são descritas no presente trabalho. Elas são aplicadas à construção de ligandos peptídicos no sítio de ligação da protease do vírus da imunodeficiência humana 1 (HIV-1). O objetivo principal é testar o método pela comparação dos resultados com a estrutura complexa MVT-101 para a qual as coordenadas estão disponíveis; os resultados obtidos com a estrutura da protease ligada e não ligada são utilizados para examinar a utilidade desta última para estudos de ligação. Um objetivo secundário é mostrar como encontrar novos candidatos a inibidores. O método de busca simultânea de cópias múltiplas (MCSS) é utilizado para buscar posições e orientações ótimas de um conjunto de grupos funcionais. Para ligandos peptídicos, grupos funcionais correspondentes à cadeia principal da proteína (N-metilacetamida) e cadeias laterais da proteína (por exemplo, metanol, guanidina etílica) são usados. Os mínimos resultantes de N-metilacetamida são conectados para formar cadeias principais de hexapeptídeos com uma função pseudoenergética simples que permite uma busca completa de todas as possíveis formas de conectar os mínimos. Cadeias laterais são adicionadas aos candidatos de cadeia principal pela aplicação da mesma função pseudoenergética aos mínimos apropriados dos grupos funcionais. Um conjunto de 15 hexapeptídeos com a sequência de MVT-101 é então minimizado por um esquema de Monte Carlo, que permite escapar de mínimos locais. A comparação dos resultados do MCSS com a estrutura de MVT-101 no sítio de ligação do HIV-1 mostrou que todas as posições de seus grupos funcionais correspondem (dentro de 2,4 Å) a alguns (geralmente mais de um) mínimos do MCSS. Também houve muitos outros mínimos de MCSS de baixa energia que não aparecem em nenhum inibidor conhecido, por exemplo, mínimos de amônio metílico nas proximidades dos aspartatos catalíticos. Entre os 15 mínimos mais baixos estão sete hexapeptídeos com a mesma orientação de cadeia principal que a encontrada pela cristalografia de raios X para o inibidor MVT-101 no sítio de ligação e oito com a cadeia principal orientada na direção oposta; estes últimos tendem a ser mais estáveis. [Adendo: Estes resultados estão em concordância com dados cristalográficos recentes de alta resolução fornecidos após a conclusão do estudo. (ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)