Prospecção in silico de inibidores da enzima dipeptidyl peptidase 3 humana

Abstract

RESUMO: A dipeptidyl peptidase 3 (DPP3) pertence à família M49, dos metalopeptidases, dependentes de zinco e cliva os dipeptídeos sequencialmente dos N-terminais com 4-12 aminoácidos de diversos substratos de peptídeos bioativos como Leu-encefalina e Met-encefalina, como também cliva ArgArg-beta-naftilamida in vitro. A enzima é expressa em células de procariotos e eucariotos, sendo que em células humanas são amplamente distribuídas em todos os tecidos. Tem sido associada a vários processos fisiopatológicos, incluindo regulação da pressão arterial, sinalização da dor e defesa das células cancerosas e contra o estresse oxidativo, o que torna a DPP3 humana (hDPP3) potencial alvo para fármacos e ressalta sua grande importância médica e farmacológica. Estes fatos justificam sua exploração, com o objetivo de desenvolvimento de novos fármacos. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi o de realizar simulações de varredura virtual, a partir de bibliotecas de produtos naturais, com disponibilidade comercial da Zinc database para prospecção de candidatos a inibidores da enzima hDPP3. A estrutura tridimensional da hDDP3 ligada ao peptídeo endomorfina2 foi obtida do PDB. Os protocolos para os programas Molegro, Vina e Gold foram validados por redocking. As bibliotecas analisadas continham 208.718 moléculas, onde foram selecionados sete compostos mais bem ranqueados que o ligante de referência. Os testes de inibição mostraram que os ligantes Zinc2150161 e Zinc70664740 inibiram hDPP3 com IC50 de 50 ± 2 µM e IC50 e 63 ± 26 µM respectivamente. As simulações de varredura virtual permitiram identificar pelo menos dois ligantes com atividade inibitória comprovada da enzima hDPP3.

ABSTRACT: Dipeptidyl peptidase 3 (DPP3) enzyme belongs to M49 family of metallopeptidases, zinc-dependent and cleaves di peptides sequentially from N- terminals 4-12 amino acids from different bioactive peptide substrates such as Leu-enkephalin and Met-enkephalin, as well as cleaves Arg-Arg- betanaphthylamide in vitro. The enzyme is expressed in both prokaryotic and eukaryotic cells and in human cells it is widely distributed in all tissues. It has been associated with several pathophysiological processes, including regulation of blood pressure, pain signaling and defense of cancer cells against oxidative stress, that becomes human DPP3 (hDPP3) a potential target for drugs and highlights its great medical and pharmacological importance. These facts justify its exploration with the objective of new drugs development. Thus, the objective of this work was to carry out virtual screening simulations from libraries of purchasable natural products available in Zinc database for prospecting candidates for hDPP3 enzyme. Three-dimensional structure of hDDP3 linked to endomorphin-2 peptide was obtained from PDB. Protocols for Molegro, Vina and Gold programs were validated by redocking. Screened libraries contained 208,718 molecules, where seven compounds were better ranked than the reference ligand were selected. Inhibition kinetic assays showed that Zinc2150161 and Zinc70664740 ligands inhibited hDPP3 with IC50 of 50 ± 2 µM and IC50 of 63 ± 26 µM respectively. Virtual screening simulations allowed identifying, at least, two ligands exhibiting proven inhibitory activity on the hDPP3 enzyme.