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A monoaminoxidase (MAO) é uma enzima importante, que pode atuar como alvo terapêutico. Inibidores da MAO-A apresentam atividade no tratamento de distúrbios de humor, enquanto os inibidores seletivos da MAO-B tem uso, especialmente, no tratamento da Doença de Parkinson. O conhecimento das interações ENZIMA-INIBIDOR é importante no planejamento de fármacos. Nesse contexto, foram realizados estudos das enzimas MAO-A e MAO-B com diferentes ligantes, através da combinação das metodologias de docking, Dinâmica Molecular e Ensemble Docking. Foram escolhidos os ligantes derivados da 1,4-naftoquinona (1,4-NQ), lapachol, menadiona, norlapachol, A2, B2 e C2, os inibidores comerciais clorgilina (MAO-A) e selegilina (MAO-B) e os substratos naturais serotonina (MAO-A) e dopamina (MAO-B). Os resultados do docking mostraram interação de todos os ligantes com algum dos resíduos da "gaiola aromática" (FAD, Tyr407/Tyr444 para MAO-A, Tyr398/Tyr435 para MAO-B), uma importante região catalítica da MAO. Além disso, a seletividade observada experimentalmente da menadiona com a MAO-B também foi observada no docking. Através da DM, foi possível observar algumas diferenças conformacionais entre as estruturas da MAO-A e MAO-B, que podem explicar a seletividade entre as duas isoformas, como por exemplo, distâncias entre resíduos do sítio ativo e ligações de hidrogênio. A partir do Ensemble Docking, foi verificado que a conformação do receptor influencia significativamente o escore das interações ENZIMA+LIGANTE para ligantes volumosos. Monoamine oxidase (MAO) is an important enzyme that acts as therapeutic target. MAO-A inhibitors show pharmacological activity in the treatment of mood disorders, whereas MAO-B inhibitors are used especially in treatment of Parkinson's Disease. Knowledge of enzyme-inhibitor interactions is important in drug design. Therefore, studies of MAO-A and MAO-B enzymes with different ligands were performed by combining docking, Molecular Dynamics and Ensemble Docking methodologies. Ligands derived from 1,4-naphthoquinone, lapachol, menadione, nor-lapachol, A2, B2, C2, commercial inhibitors clorgyline (MAO-A) and selegiline (MAO-B) and the natural substrates serotonin (MAO-A) and dopamine (MAO-B) were chosen. The docking results shows interactions of all ligands with some residue of the "aromatic cage” (FAD cofactor, Tyr407/Tyr444 for MAO-A and Tyr398/Tyr435 for MAO-B), an important catalytic region of MAO. Furthermore, the experimentally observed selectivity of menadione with MAO-B was also observed by Docking. In Molecular Dynamics results, conformational differences were observed between MAO-A and MAO-B structures, which could explain the selectivity observed between isoforms, e.g. distances between residues of the active site and hydrogen bonds. Ensemble Docking results shows that the conformation of the receptor significantly influence the score of ENZYME+LIGAND interactions for bulky ligands.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Alzheimer s disease (AD) is biochemically characterized by the occurrence of extracellular deposits of amyloid beta peptide (Aβ) and intracellular deposits of the hyperphosphorylated tau protein, which are causally related to the pathological hallmarks senile plaques and neurofibrillary tangles. Monoamine oxidase B (MAO-B) activity, an enzyme involved in the oxidation of biogenic monoamines, is particularly high around the senile plaques and increased in AD patients in middle to late clinical stages of the disease. Selegiline, a selective and irreversible MAO-B inhibitor, improves learning and memory in AD patients. Notwithstanding, its mechanism of action is still not completely known. The current study aimed to investigate whether selegiline improves the Aβ25-35 induced cognitive deficit in the object recognition task in mice. In addition, we investigated whether selegiline alters MAO-B and MAO-A activities in the hippocampus, perirhinal and remaining cerebral cortices of Aβ25-35-injected mice. Acute (1 and 10 mg/kg, p.o., immediately post-training) and subchronic (10 mg/kg, p.o., seven days after Aβ25-35 injection and immediately post-training) administration of selegiline reversed the cognitive impairment induced by Aβ25-35 (3 nmol, i.c.v.). Acute administration of selegiline (1 mg/kg, p.o.) in combination with Aβ25-35 (3 nmol) decreased MAO-B activity in the perirhinal and remaining cerebral cortices. Acute administration of selegiline (10 mg/kg, p.o.) decreased MAO-B activity in hippocampus, perirhinal and remaining cerebral cortices, regardless of Aβ25-35 or Aβ35-25 treatment. MAO-A activity was not altered by selegiline or Aβ25-35. In summary, the current findings further support a role for MAO-B in the cognitive deficits observed in AD. A doença de Alzheimer (DA) é bioquimicamente caracterizada por depósitos extracelulares de peptídeo beta amiloide (Aβ) e de proteína tau hiperfosforilada, que são causalmente relacionadas com as características patológicas, placas neuríticas e emaranhados neurofibrilares. A atividade da monoamina oxidase B (MAO-B), uma enzima envolvida na oxidação de monoaminas biogênicas, é particularmente elevada ao redor das placas senis e aumenta nos pacientes com DA em estágios clínicos de moderado a grave. A selegilina, um inibidor seletivo e irreversível da MAO-B, é relatada por melhorar a memória e o aprendizado em pacientes com DA. Porém, seu mecanismo de ação ainda não é completamente conhecido. O presente estudo teve como objetivo investigar se a selegilina melhora o déficit cognitivo induzido por Aβ25-35. na tarefa de reconhecimento de objetos em camundongos. Além disso, investigou-se a atividade da MAO-A e da MAO-B no hipocampo, no córtex cerebral e no córtex perirrinal de camundongos injetados com Aβ25-35 e com selegilina. Administração aguda (1 e 10 mg/kg, p.o., imediatamente pós-treino) e subcrônica (10 mg/kg, p.o., por sete dias depois da injeção do Aβ25-35 e imediatamente pós-treino) de selegilina preveniu o prejuízo da memória induzido pelo Aβ25-35 (3 nmol, icv). A administração aguda de selegilina (1 mg/kg, p.o.) em combinação com Aβ25-35 (3 nmol) diminuiu a atividade da MAO-B no córtex perirrinal e córtex cerebral. A administração aguda de selegilina (10 mg/kg, p.o.) diminuiu a atividade da MAO-B no hipocampo, no córtex cerebral e no córtex perirrinal independentemente da presença de Aβ25-35. A atividade da MAO-A não foi alterada pelo tratamento com selegilina ou Aβ25-35 em nenhuma das estruturas estudadas. Em resumo, os dados atuais suportam um papel adicional para a MAO-B no déficit cognitivo observado na DA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Monoamine oxidase (MAO) is a flavin adenine dinucleotide (FAD)-containing enzyme attached to the mitochondrial outer membrane of neurons, glia, and other cells. Its roles include regulation of the levels of biogenic and xenobiotic amines in the brain and peripheral tissues by catalyzing their oxidative deamination. On the basis of their substrate and inhibitor specificities, two isoforms of MAO have been described (A and B). Due to their role in the metabolism of catecholamines neurotransmitters, MAO-A and MAO-B have long been of pharmacological interest. Accordingly, and reversible and irreversible inhibitors of MAO-A and MAO-B have been used in the clinics to treat neurological disorders including depression and Parkinson´s disease. Since the demonstration that I2- imidazoline sites are associated with mitochondrial membranes 15 years ago, several studies have provided evidence that these sites represent regions on MAOs. In line with this view, it has been demonstrated that imidazoline derivatives inhibit MAO activity. This effect has been attributed to a high affinity I2 binding site on MAO-B (I2B) and to a similar lower affinity site on MAO-A (I2A). This study investigated the effect of 4,5-dihydro-1H-imidazole-2-substituted compounds on MAO activity in vitro by spectrophotometric and fluorimetric methods using kynuramine as substrate. Among the compounds that inhibited MAO-A (3c-e, 3j), compound 3d was 73-fold more selective towards MAO-A than MAO-B. Among the compounds that selectively inhibited MAO-B (3g-I, 3k, 3o), imidazoline 3g was shown to be potent with Ki value of 5,3 μM. Some of compounds that selectively bind to I2-sites, such as 3l (benazoline), 3n (2-BFI), and 3p (BU224) showed good inhibitory activity especially against MAO-B. Imidazolines inhibited MAO-A and MAO-B activities in liver with less selectively than in rat brain. The compounds 3d and 3g reversibly inhibited MAO, and kinetics studies showed that compound 3d and 3g inhibited MAO in a mixed manner (decreased Vmax and increased Km values). These results confirm that imidazolines inhibit MAO activity and suggest a relationship between I2 binding site and modulation of central MAO A monoamina oxidase (MAO) é uma enzima que contém o dinucleotídeo adenina-flavina (FAD) e que está presente na membrana externa da mitocôndria de células neuronais, glia e outras células. Seu papel inclui a regulação dos níveis de aminas biogênicas e xenobióticas no cérebro e em tecidos periféricos pela desaminação oxidativa. Com base na especificidade a substrato e inibidores, são descritas duas isoformas da MAO (A e B). Devido aos seus papéis no metabolismo das catecolaminas neurotransmissoras, a MAO-A e a MAO-B são consideradas farmacologicamente interessantes, e inibidores reversíveis e irreversíveis destas isoformas são usados clinicamente para tratar doenças neurológicas incluindo depressão e doença de Parkinson. Nos últimos 15 anos, desde a demonstração que sítios I2 estão associados com frações da membrana mitocondrial, muitos estudos provem evidências de que estes sítios representam regiões da MAO. Além disso, alguns estudos têm demonstrado que derivados imidazolínicos são capazes de inibir a atividade da MAO. Este efeito tem sido atribuído a sítios I2 de alta afinidade na MAO-B (I2B) e a um sítio similar de baixa afinidade na MAO-A (I2A). Assim, este estudo teve como objetivo investigar o efeito in vitro de compostos 4,5-diidro-1H-imidazol-2-substituídos sobre a atividade da enzima monoamina oxidase através de métodos espectrofotométricos e fluorimétricos usando quinuramina como substrato. Entre os compostos estudados que inibiram preferencialmente a MAO-A (3c-e, 3j) apenas o composto 3d foi seletivo, apresentando um Ki para a MAO-A de aproximadamente 73 vezes menor do que seu Ki para MAO-B. Entre os compostos obtidos que seletivamente inibiram MAO-B (3g-l, 3K, 3o), apenas a imidazolina 3g mostrou ser potente, com valores de Ki de 5,3 μM. Alguns compostos que exercem ligação potente e seletiva à sítios I2, como o 3l (benazolina), 3n (2-BFI) e 3p (BU224) mostraram boa atividade inibitória especialmente contra MAO-B. Em fígado de ratos, as imidazolinas inibiram com menos seletividade a MAO-A e MAO-B quando comparado com cérebro de ratos. Os compostos 3d e 3g inibiram a MAO de maneira reversível e apresentaram inibição de natureza mista (diminuindo o valor de Vmáx e aumentando o valor de Km) sobre a enzima MAO. Estes resultados confirmam que drogas imidazolinas podem inibir a atividade da MAO e sugerem uma relação entre sítios I2 e a modulação da atividade da enzima.