Modelos experimentais que simulam a digestão proteolítica humana e prospecção in sílico de peptídeos derivados do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo com potencial anti-SARS-CoV-2

Experimental models that simulate human proteolytic digestion and in silico prospecting of peptides derived from purified trypsin inhibitor from tamarind seeds with anti-SARS-CoV-2 potential

dc.contributorMorais, Ana Heloneida de Araújo
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-5565-7101
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4235075328735028
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-6460-911X
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1233944493334651
dc.contributorMonteiro, Norberto de Kassio Vieira
dc.contributorUchoa, Adriana Ferreira
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-3822-6502
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/6644671747055211
dc.contributorSerquiz, Alexandre Coelho
dc.contributorVieira, Davi Serradella
dc.contributorMachado, Richele Janaina Araújo
dc.creatorLuz, Anna Beatriz Santana
dc.date2023-02-17T17:14:52Z
dc.date2023-02-17T17:14:52Z
dc.date2023-01-23
dc.date.accessioned2023-09-04T13:58:29Z
dc.date.available2023-09-04T13:58:29Z
dc.identifierLUZ, Anna Beatriz Santana. Modelos experimentais que simulam a digestão proteolítica humana e prospecção in sílico de peptídeos derivados do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo com potencial anti-SARS-CoV-2. Orientador: Ana Heloneida de Araújo Morais. 2023. 97f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
dc.identifierhttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/51326
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8603569
dc.descriptionThe coronavirus disease (COVID-19) pandemic, caused by SARS-CoV-2, is a serious threat to healthcare systems worldwide. In this context, several studies have been developed with protease inhibitors and their derivatives to investigate their bioactive effects, such as antiviral, antiinflammatory, and satietogenic functions, among others. Thus, whereas proteins are sources of biological products that can be used for the control and treatment of various human diseases, such as COVID-19, we investigated experimental models that mimic human digestion and prospected peptides from trypsin inhibitor purified from tamarind (TTIp) seeds. The first two chapters of this study are referring to a systematic review (SR), and are organized as follows: the first chapter presents the SR protocol registered in the International Prospective Register of Systematic Reviews (under number CRD42020198709); and the second chapter is the SR of in vitro studies that used methodological procedures to mimic the gastrointestinal digestion of proteins. For SR, articles were selected according to the study population, interventions, control, results and type of study strategy. The searches were carried out in Pubmed, Web of Science, Science direct, Embase, Virtual Health Library and Scopus databases. The methodological quality assessment was performed using the Office of Health Assessment and Translation tool. A total of 1.986 articles were selected, resulting in 20 eligible studies. In the results section, we describe the methodological procedures used in vitro to simulate the digestion of animal or vegetable proteins. The third chapter refers to an in silico prospecting study of native peptides and analogues with anti-SARS-Cov-2 potential, derived from TTIp. Native peptides were obtained from enzymatic cleavages of TTIp in silico and analogues were generated by replacing amino acids in the primary sequences of native peptides. The anti-SARS-CoV-2 potential was investigated by simulating molecular dynamics between the peptides and the binding sites of transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2), necessary for the entry of SARS-CoV-2 into the host cell, and generated a patent application: BR 10 2022 020330 0. The best interaction potential energy occurred between TMPRSS2 and one of the native peptides obtained by cleavage with trypsin (IPE=-287.48 kJ.mol-1. SD=199,67) and its analogue peptide (IPE=-293.49 kJ.mol-1. SD=171,95). Thus, both peptides had many hydrophobic residues, a common physicalchemical property among peptides that inhibit the entry of enveloped viruses, such as SARSCov-2, present in drugs used to treat of diseases related to these viruses. Therefore, this research presents an expressive scientific contribution, since the SR grouped important data that will provide subsidies for development of studies in vitro, in vivo and in sílico related to the clinical application of bioactive peptides. Therefore, being a guideline for carrying out the theoretical cleavage of TTIp 56/287, that triggered potential candidates for agents that inhibit SARS-CoV-2 infection, from the interaction with TMPRSS2, encouraging future in vitro and in vivo investigations that aim to use the peptides prospected here as specific medicines for the treatment of COVID-19 and other diseases, in order to assist the scientific community in promoting health and in the development of similar studies with other plant sources.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.descriptionA pandemia da doença coronavírus (COVID-19), causada pelo SARS-CoV-2, é uma séria ameaça aos sistemas de saúde em todo o mundo. Nesse contexto, diversos estudos têm sido desenvolvidos com inibidores de proteases e seus derivados para investigação de efeitos bioativos, como função antiviral, antinflamatória, sacietogênica, dentre outras. Desse modo, considerando que as proteínas são fontes de produtos biológicos que podem ser empregados para o controle e tratamento de diversas doenças humanas, como a COVID-19, buscou-se investigar modelos experimentais que mimetizam a digestão humana e prospectar peptídeos provenientes do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo (ITTp). Os dois primeiros capítulos desse estudo são referentes a uma revisão sistemática (RS), e estão organizados da seguinte forma: o primeiro apresenta o protocolo de RS com registro no International Prospective Register of Systematic Reviews (sob o número CRD42020198709); e o segundo, a RS, que reuniu estudos in vitro, nos quais contaram com a utilizaração de procedimentos metodológicos capazes de mimetizar a digestão gastrointestinal de proteínas. Para a RS, os artigos foram selecionados de acordo com a estratégia: população do estudo, intervenções, controle, resultados e tipo de estudo. As buscas foram realizadas nas bases de dados Pubmed, Web of Science, Science direct, Embase, Biblioteca Virtual em Saúde e Scopus. A avaliação da qualidade metodológica foi executada por meio da ferramenta Office of Health Assessment and Translation. Foram selecionados 1.986 artigos, resultando em 20 estudos elegíveis. Os resultados procuraram descrever os procedimentos metodológicos empregados in vitro para simular a digestão de proteínas animais ou vegetais. O terceiro capítulo refere-se a um estudo in sílico de prospecção de peptídeos nativos e análogos com potencial anti-SARS-CoV-2, derivados do ITTp. Os peptídeos nativos foram obtidos a partir de clivagens enzimáticas do ITTp in sílico e os análogos foram gerados por meio da substituição de aminoácidos nas sequências primárias dos peptídeos nativos. O potencial anti-SARS-CoV-2 foi investigado por meio da simulação por dinâmica molecular entre os peptídeos e a serino protease transmembranar 2 (TMPRSS2), necessária para a entrada do SARS-CoV-2 na célula do hospedeiro, gerando o pedido de patente: BR 10 2022 020330 0. A melhor energia potencial de interação ocorreu entre a TMPRSS2 e um dos peptídeos nativos obtido pela clivagem com a tripsina (EPI = -287.48 kJ.mol-1 . DP=199,67) e seu peptídeo análogo (EPI = -293.49 kJ.mol-1 . DP=171,95). Assim, ambos os peptídeos apresentaram muitos resíduos hidrofóbicos, propriedade físico-química comum entre os peptídeos que inibem a entrada de vírus envelopados, como o SARS-CoV-2, presentes em medicamentos para o tratamento de doenças relacionadas a esses vírus. Diante disso, essa pesquisa apresenta uma expressiva contribuição científica, visto que a RS agrupou dados importantes que propiciarão subsídios para o desenvolvimento de estudos in vitro, in vivo e in sílico relacionados à aplicação clínica de peptídeos bioativos. Sendo, portanto, norteadora para a realização da clivagem teórica do ITTp 56/287, que desencadeou potenciais candidatos a agentes inibidores da infecção por SARS-CoV-2, a partir da interação com a TMPRSS2, encorajando futuras investigações in vitro e in vivo para que os peptídeos aqui prospectados sejam utilizados como medicamentos específicos no tratamento da COVID-19 e de outras enfermidades, a fim de auxiliar a comunidade científica na promoção da saúde e no desenvolvimento de estudos similares com outras fontes vegetais.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagept_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisherBrasil
dc.publisherUFRN
dc.publisherPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectAntivirais
dc.subjectCoronavírus
dc.subjectDigestão
dc.subjectInibidores de proteases
dc.subjectPandemia
dc.subjectTamarindo
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
dc.titleModelos experimentais que simulam a digestão proteolítica humana e prospecção in sílico de peptídeos derivados do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo com potencial anti-SARS-CoV-2
dc.titleExperimental models that simulate human proteolytic digestion and in silico prospecting of peptides derived from purified trypsin inhibitor from tamarind seeds with anti-SARS-CoV-2 potential
dc.typedoctoralThesis


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