In silico analysis of potential inhibitors of a viral replication protein (NS5 Rdrp) of zika virus.

Doenças relacionadas com vetores transmissores de epidemias a preocupam e são responsáveis por um alto número de mortalidade e mobilidade humana. O Zika Vírus (ZIKV) é um arbovírus transmitido pela picada dos mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus, e recentes evidências apontam também o mosquito Culex quinquesfasciatus como vetor. O primeiro registro desta doença foi em 1947 na Floresta Zika, em Uganda, no Brasil a confirmação de transmissão da febre causada pelo ZIKV surgiu em meados de abril de 2015, apresentou-se inicialmente nos estados do Rio Grande do Norte e da Bahia na região Nordeste do país. Apesar dos sintomas parecem ser triviais, a febre Zika tornou-se uma das maiores preocupações na saúde pública mundial e do Brasil, principalmente depois da recente descoberta de sua associação com casos de microcefalia. Até o momento não existe vacina disponível para o ZIKV e o tratamento é sintomático. Em uma recente pesquisa foi elucidada a estrutura tridimensional da ZIKV NS5 RdRp, uma proteína associada à RNA polimerase e importante ativadora do processo de replicação do vírus, com esta informação, veio a possibilidade de tornar esta enzima um alvo de novos fármacos. Neste âmbito, estudos teórico-computacionais são de grande valia para sinalizar possíveis inibidores desta enzima que funcionem com antivirais, logo, a pesquisa atual tem como objetivo principal selecionar in silico possíveis inibidores da proteína de replicação NS5. A metodologia seguiu os seguintes passos: Análise da estrutura tridimensional da NS5, bem como seu sítio ativo; busca na literatura e nos bancos de dados de moléculas por possíveis inibidores; Simulações de docking molecular e investigação de interações nos complexos proteína-ligantes e/ou proteína-proteína gerados. Buscou-se destacar quatro parâmetros considerados mais importantes na avaliação para o melhor complexo de cada docking: A proximidade com o sítio ativo da proteína (PSAP); a Constante de Inibição Estimada (CIE), a Energia Intermolecular Final (EIF) e a Energia livre de ligação (ELL) estimada pelo programa. A energia individual dos aminoácidos da NS5 RdRp de maior interação com os ligantes de interesse foi quantificada através de cálculos ab initios por do Fracionamento Molecular com Caps Conjugados (MFCC), ainda na utilização do mesmo, foi obtido os cálculos do balanço quântico final da interação proteína com o ligante candidato a inibidor. O composto INDA obteve o melhor resultado, com -1,8eV, seguido do TERPENO (1) com -1,41eV, o composto TERPENO (2) e TERPENO (4) indicaram respectivamente -1,00eV e -1,02eV, os dois últimos foram os o TERPENO (3) com -0,27eV e a QUECERTINA que obteve em seu balanço quântico de energia final de -0,48eV. Com isto, é possível afirmar que todos os seis compostos se mostraram negativamente expressivos, sendo demonstrado quanticamente que os ligantes tem alta afinidade pela proteína, e quatro destes, com evidência de formação de ligação covalente no sítio ativo da NS5 RdRp, o que caracteriza, stricto sensu, como uma inibição irreversível. Os resultados deste trabalho de conclusão de curso mostraram-se altamente promissores, indicando estes seis compostos com potencial antiviral para inibição da proteína NS5 RdRd, tendo em vista, as várias evidências de excelente e confortável interação demonstradas através das técnicas de Docking Molecular e Fracionamento de Caps Conjugados. Logo, estes compostos podem auxiliar no desenvolvimento de um futuro farmáco que possa intervir na efetividade do vírus da Zika.Diseases related to the transmitting vectors of epidemics still concern and are responsible for a high number of mortality and human lethality. The Zika virus (ZIKV) is an arbovirus transmitted by the mosquitoes Aedes aegypti and Aedes albopictus, and recent evidences also points to the mosquito Culex quinquesfasciatus as vector. The first record of this disease was in 1947 in the Zika Forest in Uganda, in Brazil the first ZIKV transmission confirmation arose in mid-April 2015, presented initially in the states of Rio Grande do Norte and Bahia, in the northeast region of the Country. Although symptoms appears to be trivial, Zika fever has become one of the biggest concerns in world public health and Brazil, especially after the recent discovery of its association with cases of microcephaly. Until now, there is no vaccine available for ZIKV, and the treatment is symptomatic. In a recent research was solved the three-dimensional structure of ZIKV NS RdRp X-Ray crystallography, a protein associated with RNA polymerase and important activator of the process of replication of the virus, with this information, came the possibility of making this enzyme a target of new drugs. In this context, theoretical-computational studies are of great value to signal possible inhibitors of this enzyme that work with antiviral, so the current research has as main objective to select in silico possible inhibitors of the protein of NS5 replication. The methodology adopted the following steps: analysis of the three-dimensional structure of the NS5 and its active site; search for by potential inhibitors in the literature and databases of molecules; molecular docking simulations and analysis of interactions in protein-ligands and/or protein-protein complexes generated. Four parameters, considered to be important in the evaluation for the best complex of each docking, were used: The proximity to the active site of the protein (PSAP); the estimated inhibition constant (EIC), the Final Intermolecular Energy (FIE) and the Free Binding Energy (FBE) estimated by the program. The individual energy of the amino acids of NS5 RdRp with the highest interaction with the ligands of interest was quantified by ab initio calculations by Molecular Fraction with Conjugated Caps (MFCC), while using the calculations of the final quantum balance of the interaction protein with the inhibitor candidate linker. The compound INDA obtained the best result, with -1.8eV, followed by TERPENO (1) with -1.41eV, the compound TERPENO (2) and TERPENO (4) indicated respectively -1.00eV and -1.02eV, the two last were the TERPENE (3) with -0.27eV and the QUECERTINE that obtained in its final energy quantum balance of -0.48eV. Thus, it is possible to affirm that all six compounds showed to be negatively expressive, being shown quantically that the ligands have high affinity for the protein, and four of these, with evidence of covalent binding in the active site of NS5 RdRp, stricto sensu, as an irreversible inhibition.The results of this course completion work were highly promising, indicating these six compounds with antiviral potential for inhibition of the NS5 RdRd protein, in view of the various evidences of excellent and comfortable interaction demonstrated by the Molecular Docking and Fractionation Conjugated Caps. Thus, these compounds may aid in the development of a future vaccine that may intervene in the effectiveness of the Zika viru