Search for enzyme inhibitors in cerrado plants as strategy for the discovery of prototype drugs against neglected tropical diseases

Abstract

A primeira etapa deste trabalho de pesquisa envolveu uma triagem de extratos de plantas do cerrado paulista através de ensaios frente à arginase (ARG) de Leishmania amazonensis. Os resultados de inibição enzimática da ARG apresentados pelos extratos, levaram ao fracionamento biodirecionado dos extratos de acetato de etila (folhas e galhos) de Byrsonima coccolobifolia Kunth. (Malpighiaceae). Alguns compostos bioativos foram isolados (flavonóides, ácido galoilquínicos, uma lignana, uma fenatrenona e uma ortoquinona) o que indicou que estes compostos seriam os responsáveis pela diminuição da atividade enzimática da ARG observada nos extratos de B. coccolobifolia. Os flavonoides e os ácidos galoilquínicos apresentaram modo de inibição do tipo não-competitivo da ARG, com atividade inibitórias significativas (IC50 = 0,13 à 4,8 μM) e com forte afinidade (valores de Ki variando entre 0,10 à 3,80 μM). Os estudos de relação entrutura atividade (SAR) revelaram que o grupo catecol dos flavonóides, tanto como a unidade galoila das estruturas dos ácidos galoilquínicos, forneceram importantes características em relação as interações ARG inibidor. Na segunda parte deste trabalho, experimentos subsequentes foram realizados para investigar os produtos naturais frente a proteases, as quais possuem funções importantes na patogenicidade de virus e parasitas, tais como: as serino proteases NS2B-NS3 dos vírus da dengue serotipos 2 e 3 (dengue), a rodesaína de Trypanosoma brucei rhodesiense (tripanossomíase africana), a cruzaina de Trypanosoma cruzi (doença de chagas), a catepsina L de Leishmania mexicana (leishmaniose) e a falcipaina-2 de Plasmodium falciparum (malária). Através destes estudos foram descobertos alguns inibidores das proteases NS2B- NS3 dos vírus da dengue (tipo 2 e 3) e da catepsina L (r-CPB2.8) de L. mexicana. Os flavonóides agatisflavona, miricetina, e quercetina (Ki = 11,1; 4,7; e 20,7 μM; respectivamente) mostraram inibição do tipo não-competitiva frente à NS2B-NS3. Também foram realizados, um experimento de termoforese em microescala (MST) (ensaio livre de substrato) e um estudo in silico, de forma a obter maiores informações sobre as interações biomoleculares envolvidas. Os metabólitos secundários, agatisflavona e ácido 3-oxo-urs-12-en- 28-óico, foram determinados serem inibidores do tipo não-competitivo parcial da catepsina L do tipo r-CPB2.8, e a tetrahidrorobustaflavona como um inibidor incompetitivo desta catepsina L (r-CPB2.8), com valores de Ki na faixa de micromolar (Ki = 0,14−1,26 μM).