| dc.contributor | SEABRA, Gustavo de Miranda | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2911511688550639 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/7062356896371021 | |
| dc.creator | CRUZ, Carlos Henrique Bezerra da | |
| dc.date | 2019-02-12T17:40:07Z | |
| dc.date | 2019-02-12T17:40:07Z | |
| dc.date | 2014-05-30 | |
| dc.date.accessioned | 2022-10-06T17:05:41Z | |
| dc.date.available | 2022-10-06T17:05:41Z | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29072 | |
| dc.identifier.uri | http://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/3985458 | |
| dc.description | O acúmulo incomum do polipeptídeo amilóideFβ 42 (Aβ42) em regiões específicas no cérebro tem sido fortemente associado à patologia da doença de Alzheimer. Baseado nestas evidências, muitas pesquisas estão sendo desenvolvidas no sentido de controlar os níveis cerebrais do amilóide. A insulinase, também chamada de Insulin:Degrading Enzyme (IDE), é uma metaloprotease de zinco envolvida na regulação dos níveis de insulina e amilóide, sendo, portanto, alvo do desenvolvimento de terapias contra o diabetes e a doença de Alzheimer. Sua estrutura terciária existe em duas conformações: aberta e fechada, as quais fazem parte do mecanismo de ação. Quando na conformação aberta, a enzima permite a entrada do substrato ou saída dos produtos de degradação, mas quando na forma fechada bloqueia o acesso do substrato ao seu sítio catalítico. Portanto, chamaFse a IDE aberta de ativa e a fechada de inativa. A IDE é regulada pelo ATP através de um mecanismo controverso: ativador da IDE na presença de substratos pequenos, o ATP é inibidor da IDE na quebra de substratos longos, incluindo o Aβ42. A elucidação do mecanismo de regulação da IDE pelo ATP é desafiador e abrirá caminhos para o desenvolvimento racional de ativadores da IDE. Nesta tese, usamos simulações de dinâmica clássica e cálculos híbridos de mecânica quântica e mecânica molecular na tentativa de desvendar o mecanismo de inibição da IDE pelo ATP. Nossos resultados mostram que interações específicas entre a IDE, ATP e Aβ42 mantêm a enzima na conformação inativa (fechada), impossibilitando a entrada de uma nova molécula de substrato. Ao mesmo tempo, o ATP induz no amilóide e na região do sítio ativo modificações estruturais proteoliticamente inadequadas para a reação, aumentando a energia de ativação da etapa determinante da reação e, com isso, o tempo de vida da enzima na forma inativa. Estes resultados estão em acordo com os dados experimentais, os quais mostram que a inibição depende de interações específicas IDE-ATP, é alostérica, e resulta na aparente redução da afinidade da IDE pelo substrato. | |
| dc.description | CAPES | |
| dc.description | The unusual accumulation of amyloidFβ 42 (Aβ42) polypeptide in specific regions of the brain has been strongly associated with the pathology of Alzheimer's disease. Based on this assumption, research is being developed to monitor brain levels of amyloid. Insulinase, also called Insulin:Degrading Enzyme (IDE), is a zinc metalloprotease involved in regulating amyloid and insulin levels, being therefore target of the development of new therapies for diabetes and Alzheimer's. Its tertiary structure exists in two conformations, open and closed, which support its mechanism of action. When opened, the enzyme allows for substrate entry or release of degradation products but, when closed, it blocks substrate access to the catalytic site. Therefore, IDE open is called active and closed, inactive. IDE is regulated by ATP via a controversial mechanism: IDE activator in the presence of small substrates, ATP is an IDE inhibitor in the breakdown of long substrates, including Aβ42. Understanding of the IDE’s regulation mechanism by ATP is challenging, and opens avenues for the rational development of IDE activators. In this thesis, we use classical molecular dynamics and hybrid molecular mechanics and quantum mechanics calculations in an attempt to unravel the mechanism of inhibition of IDE by ATP. Our results show that specific interactions between IDE, ATP and Aβ42 hold the enzyme in its inactive conformation, preventing the entry of a new substrate molecule. At the same time, ATP induces structural changes in the amyloid and in the active site region that lead to a catalytically inefficient structure, increasing the activation energy of the rateFdetermining step and the lifetime of the inactive enzyme. These results are in agreement with experimental data which shows that the inhibition depends on specific interactions IDE-ATP, is allosteric, and results in apparent reduced affinity of IDE for the substrate. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pernambuco | |
| dc.publisher | UFPE | |
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | Programa de Pos Graduacao em Quimica | |
| dc.rights | openAccess | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | |
| dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Química computacional | |
| dc.subject | Alzheimer, Doença de | |
| dc.subject | Enzimas proteolíticas | |
| dc.title | Simulações de dinâmica molecular e QM/MM revelam o mecanismo de inibição da insulinase pelo ATP na clivagem do amilóide-β 42: um peptídeo associado a patologia da doença de Alzheimer | |
| dc.type | doctoralThesis | |
