Estudo computacional de moléculas com potencial inativante do SARS-CoV-2

dc.contributor.advisor1Moura, André Farias de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0746428641961163
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1974-4803
dc.contributor.authorCarmo, Paulo Ricardo Leitão do
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9002227824758684
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-5784-7817
dc.contributor.refereeColombari, Felippe Mariano
dc.contributor.refereeHonório, Káthia Maria
dc.contributor.refereeDias, Luis Gustavo
dc.contributor.refereeFerreira, Marco Antonio Barbosa
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9125284789525799
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0438695263897215
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/8103152665561128
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/6874055640224407
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-5431-1301
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-6938-0676
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-6151-7391
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-4954-6691
dc.date.accessioned2026-10-01T11:47:32Z
dc.date.issued2026-06-30
dc.description.abstractThe 3CL-protease (3CLpro) is a crucial therapeutic target against SARS-CoV-2 because it is a non-structural protein linked to viral replication and highly conserved among coronaviruses. This work evaluated in silico, through 1 microsecond molecular dynamics (MD) simulations, the inhibitory activity mecha- nisms and molecular recognition of the 3CL homodimer against two classes of lig-ands: coumarin derivatives (esters of 4-esculetinocarboxylic acid) and copper sulfide nanoparticles functionalized with penicillamine. Coumarin bindings alter the enzy-matic structure in distinct ways; Ethyl 5,6-dihydroxy-2-oxo-1a,7b-dihydrooxyrene[2,3- c]chromene-7b-carboxylate promoted asymmetry at the quaternary interface with loss of dimer compaction, while Ethyl 1,1-dichloro-7,8-dihydroxy-2-oxo-1a,7b-dihy- dro-1H-cyclopropa[c]chromene-7b-carboxylate exhibited a larger thermodynamic layer and conformational stability, despite undergoing partial dissociation followed by spontaneous reassociation. However, a hydrogen bond analysis indicated that the coumarin results fluctuate in the structure without a specific layer. In contrast, the nanoparticles showed a specificity of stereoselective chiral recognition at the dimer- ization interface. The nanoparticle with D-penicillamine severely induced and strengthened attractive interactions between monomers, stabilizing the enzyme. On the other hand, the nanoparticle with L-penicillamine caused allosteric destabilization with weakening of intermolecular forces at the dimer interface. The nanoparticle with L-penicillamine distributed significant isolating bonds, consolidating itself as the chiral vector with the greatest efficiency and dynamic biocompatibility. It is concluded that nanoparticles, especially the levorotatory form, exhibit strong allosteric inhibitory po- tential of 3CLpro, validating the robustness of the methodology for replication in otherpathogenic systems.eng
dc.description.resumoA 3CL-protease (3CLpro) é um alvo terapêutico crucial contra o SARS-CoV-2 por ser uma proteína não estrutural diretamente ligada à replicação viral e altamente conservada entre os coronavírus. Este trabalho avaliou in silico, por meio de simulações de dinâmica molecular (DM) de 1 microssegundo, os mecanis-mos de atividade inibitória e o reconhecimento molecular do homodímero de 3CLpro frente a duas classes de ligantes: derivados cumarínicos (ésteres do ácido 4-escule-tinocarboxílico) e nanopartículas de sulfeto de cobre funcionalizadas com penicilami-na. Os derivados cumarínicos alteraram a estrutura enzimática de formas distintas; o 5,6-di-hidróxi-2-oxo-1a,7b-di-idrooxireno[2,3-c]cromeno-7b-carboxilato de etila promoveu assimetria na interface quaternária com perda de compactação do díme-ro, enquanto o 1,1-dicloro-7,8-di-hidróxi-2-oxo-1a,7b-di-idro-1H-ciclopropa[ c]crome-no-7b-carboxilato de etila exibiu maior afinidade termodinâmica e estabilidade con-formacional, apesar de sofrer dissociação parcial seguida de reassociação espontâ-nea. Contudo, a análise de ligações de hidrogênio indicou que os derivados cuma-rínicos flutuam na estrutura sem afinidade específica. Em contrapartida, as nanopar-tículas evidenciaram um fenômeno de reconhecimento quiral estereosseletivo na in-terface de dimerização. A nanopartícula com D-penicilamina induziu rigidez severa e fortaleceu as interações atrativas entre os monômeros, estabilizando a enzima. Por outro lado, a nanopartícula com L-penicilamina provocou desestabilização alostérica com enfraquecimento das forças intermoleculares na interface do dímero. A nano- partícula com L-penicilamina estabeleceu ligações de hidrogênio significativas, con-solidando-se como o vetor quiral de maior eficácia e biocompatibilidade dinâmica. Conclui-se que as nanopartículas, especialmente a forma levógira, apresentam forte potencial inibidor alostérico da 3CLpro, validando a robustez da metodologia para replicação em outros sistemas patogênicos.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId88887.513714/2020-00
dc.identifier.citationCARMO, Paulo Ricardo Leitão do. Estudo computacional de moléculas com potencial inativante do SARS-CoV-2. 2026. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.14289/24775.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24775
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCOVID-19eng
dc.subjectSARS-CoV-2eng
dc.subjectMolecular Dynamicseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
dc.subject.ods3. Saúde e Bem-Estar
dc.titleEstudo computacional de moléculas com potencial inativante do SARS-CoV-2por
dc.title.alternativeComputational study of molecules with inactivating potential against SARS-CoV-2eng
dc.typeTese

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