Estudos das propriedades conformacionais e de interação dos isômeros R e S do Naproxeno com a proteína albumina do soro equíneo e leporino

Abstract

A albumina é uma proteína plasmática com elevada capacidade de ligação a diversos ligantes endógenos e exógenos, desempenhando papel fundamental na farmacocinética de muitos fármacos. Ela está presente em várias espécies, como humana, bovina, equina e leporina, e possui domínios estruturais conservados que formam sítios específicos de ligação, como o sítio 2 (subdomínio IIIA), onde se ligam muitos anti-inflamatórios não esteroidais (AINEs). Fármacos da classe dos profenos, como naproxeno, ibuprofeno, suprofeno e cetoprofeno, apresentam centros quirais, sendo que os enantiômeros (S) geralmente possuem maior atividade farmacológica que os (R), o que torna relevante o estudo da estereoquímica dessas interações com albuminas de diferentes origens. Este trabalho investigou as interações moleculares dos enantiômeros R e S desses profenos com diferentes isoformas de albumina, utilizando abordagens de docking molecular e dinâmica molecular (GROMACS). Os experimentos de docking foram conduzidos com os softwares AutoDock Tools 4 e GOLD, com visualização e análise estrutural no Discovery Studio Visualizer 2024. As simulações de dinâmica molecular foram realizadas com os recursos computacionais disponíveis na infraestrutura do GridUnesp, sendo que as análises dos resíduos envolvidos nas interações e no reconhecimento molecular foram utilizadas no software Visual Molecular Dynamics. Os resultados dos estudos de docking indicaram que, em geral, não houve diferenças estatisticamente significativas entre os enantiômeros R e S quanto às energias de ligação nas diferentes albuminas, com exceção do caso do ibuprofeno na HSA, que mostrou maior afinidade para o isômero (S). A análise visual revelou que os enantiômeros ocupam regiões semelhantes dentro do sítio de ligação, embora com pequenas variações nas interações moleculares estabelecidas com resíduos específicos. A etapa de dinâmica molecular reforçou parcialmente os dados do docking, embora a maioria dos complexos tenha demonstrado estabilidade, alguns enantiômeros (como o (S)-suprofeno e (S)-ketoprofeno) apresentaram comportamentos distintos ao longo das simulações, sugerindo diferenças conformacionais e de persistência no sítio de ligação. Contudo, dificuldades técnicas e limitações computacionais no GridUnesp impediram a finalização de todas as simulações planejadas, limitando a obtenção de conclusões mais robustas, dessa forma não foi possível confirmar de forma definitiva a enantiosseletividade dessas interações.

Albumin is a plasma protein with a high capacity for binding to various endogenous and exogenous ligands, playing a fundamental role in the pharmacokinetics of many drugs. It is present in several species, such as humans, cattle, horses, and rabbits, and possesses conserved structural domains that form specific binding sites, such as site 2 (subdomain IIIA), where many non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) bind. Drugs in the profen class, such as naproxen, ibuprofen, suprofen, and ketoprofen, have chiral centers, with the (S) enantiomers generally possessing greater pharmacological activity than the (R) enantiomers, making the study of the stereochemistry of these interactions with albumins of different origins relevant. This work investigated the molecular interactions of the R and S enantiomers of these profens with different albumin isoforms, using molecular docking and molecular dynamics (GROMACS) approaches. Docking experiments were conducted using AutoDock Tools 4 and GOLD software, with visualization and structural analysis in Discovery Studio Visualizer 2024. Molecular dynamics simulations were performed using the computational resources available in the GridUnesp infrastructure, and analyses of the residues involved in the interactions and molecular recognition were performed using Visual Molecular Dynamics software. The results of the docking studies indicated that, in general, there were no statistically significant differences between the R and S enantiomers regarding binding energies in the different albumins, except for ibuprofen in HSA, which showed a greater affinity for the (S) isomer. Visual analysis revealed that the enantiomers occupy similar regions within the binding site, although with small variations in the molecular interactions established with specific residues. The molecular dynamics step partially reinforced the docking data; although most complexes demonstrated stability, some enantiomers (such as (S)-suprofen and (S)-ketoprofen) showed distinct behaviors throughout the simulations, suggesting conformational differences and persistence at the binding site. However, technical difficulties and computational limitations in GridUnesp prevented the completion of all planned simulations, limiting the obtaining of more robust conclusions; thus, it was not possible to definitively confirm the enantioselectivity of these interactions.