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A paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica endêmica no Brasil, onde são registrados cerca de 80% dos casos mundiais, e possui como agente etiológico o fungo Paracoccidioides spp. A Malato sintase (MLS) é uma importante enzima relacionada ao metabolismo fúngico, uma vez que é essencial no ciclo do glioxilato, uma via metabólica importante de produção de glicose para parede celular, sendo exclusiva de micro-organismos e plantas. Sua ausência em humanos a torna um alvo interessante de estudo, principalmente, no desenho racional de fármacos. A partir de recentes estudos in vitro, várias proteínas que interagem com a PbMLS (receptor) foram classificadas, porém os modos de interação e as regiões chaves envolvidas nas interfaces proteína-proteína (IPP’s), não foram ainda descritas. Neste trabalho, 6 (seis) proteínas ligantes (PL) foram selecionadas para verificar suas interações com PbMLS. As estruturas tridimensionais dessas proteínas, bem como de PbMLS, foram preditas por homologia, usando o servidor I-TASSER. Simulações de dinâmica molecular (DM) foram realizadas pelo programa GROMACS, e os modos das conformações mais representativas de cada proteína foram determinados baseando-se nas análises de agrupamentos a partir das trajetórias geradas por DM. Simulações de ancoragem molecular com GRAMM-X foram então realizadas entre os modos conformacionais de PbMLS contra os obtidos de PL’s, resultando num total de 36 complexos. Baseado na frequência maior de alguns pequenos fragmentos de proteínas, observados nas IPP’s, 57 peptídeos de tamanhos entre 5 e 20 resíduos de aminoácidos, foram inicialmente selecionados a partir de 5 regiões da PbMLS consideradas mais frequentes na interação proteína-proteína. Simulações com FlexPepDock foram realizadas para otimizar as coordenadas atômicas dos peptídeos complexados com MLS e, concomitantemente, simulações com PepFOLD foram realizadas para avaliar a estabilidade de cada peptídeo em solução. Com base nos mais baixos scores de energia dos peptídeos ligados a MLS bem como na estabilidade de suas estruturas não ligadas em solução , 5 peptídeos foram selecionados como promissores ligantes ao modo 1 de MLS. A estabilidade e os padrões de interações destes peptídeos são avaliados em detalhes. Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic mycosis endemic in Brazil, where are recorded about 80% of cases worldwide, and has Paracoccidioides sp. as the etiologic agent. Malate synthase (MLS) is an important enzyme related to the fungal metabolism, once it is essential in the glyoxylate cycle, a secondary metabolic pathway of the citric acid cycle exclusive to microorganisms and plants. Its absence in humans makes this enzyme an interesting subject to study, mainly in rational drug design. From recent in vitro studies, several interacting proteins of MLS (receiver) were classified, but the modes of interaction and key regions involved in protein-protein interfaces (PPIs) have not yet been described. In this work, six (6) binding proteins (BPs) were selected to describe the IP's of MLS. Their tridimensonal structures, as well as MLS, were predicted by homology modeling using I-TASSER server, and subsequent molecular dynamics simulations (MD). The most common conformational modes of each protein were obtained by cluster analysis of the trajectories generated by MD. Molecular docking simulations using Gramm-X were then performed for the conformational modes of MLS against the BP's, resulting in a total of 36 complexes. Based on the higher frequency of some small fragments of proteins observed in the IPP's, 57 peptides with sizes between 5 and 20 residues, were initially selected from 5 regions of MLS which are considered more frequent in protein-protein interaction. FlexPepDock simulations were performed to optimize the atomic coordinates of the peptide complexed with MLS, and concomitantly, PepFOLD simulations were performed to evaluate the stability of each peptide in solution. Based on the lower energy score of peptides linked to MLS, and the stability of their structures in solution (MLS-free), 6 peptides were selected as promising ligands to MLS mode 1. The stability and patterns of interactions of these peptides were evaluated in detail. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A Paracoccidioidomicose... Paracoccidioidomycose

O fungo patógeno termodimórfico Paracoccidioides é o agente da paracoccidioidomicose. Esta doença é caracterizada por uma inflamação granulomatosa onde as formas clínicas vão da infecção localizada benigna a uma uma disseminada. As drogas triazólicas são antifúngicos de amplo espectro e são usadas atualmente para tratar infecções causadas por vários fungos patogênicos e fungos. O mecanismo de ação dos azólicos foi elucidado em alguns fungos, embora pouco se sabe em Paracoccidioides. Aqui, em primeiro lugar pretendemos investigar o mecanismo de ação do itraconazol em Paracoccidioides usando análise de diferença representacional de Paracoccidioides células de levedura crescidas na ausência e na presença de itraconazol por 1 e 2 horas. Entre os genes Paracoccidioides up-regulados pelo itraconazol foram os envolvidos, principalmente no transporte celular, metabolismo/energia, transcrição, defesa e virulência. ERG11, ERG6, ERG3, ERG5 e ERG25 foram regulados quando avaliados de forma temporal. Experimentos de infecção em camundongos corroborou resultados in vitro. O ciclo do glioxilato e suas enzimas chave isocitrato liase (ICL) e malato sintetase (MLS) desempenham um papel fundamental na patogenicidade e virulência de vários fungos, assim como patogênese em humanos. Neste trabalho, descrevemos um estudo realizado para desenvolver ligantes racionais como candidatos pra inibir o receptor PbMLS. Apresentamos um passo importante na busca de ligantes para este receptor baseando-se em homologia de estruturas, dinâmica molecular e acoplamento molecular envolvendo varredura virtual (virtual screening) por meio do programa AutoDock Vina. Identificamos a partir de banco de compostos naturais (data bank ZINC) potenciais ligantes candidatos a inibir a atividade de PbMLS quando comparados ao ligante original. Este processo nos conduziu aos alcalóides indólicos monoterpênicos do gênero Palicourea (Rubiaceae) que compreende cerca de 230 espécies entre arbustos e pequenas árvores distribuídas, principalmente, nas regiões tropicais.A partir da ancoragem molecular quinze compostos foram testados quanto à sua eficácia na inibição da atividade de PbMLS. A atividade específica de PbMLS foi afetado pelos compostos. Quatro alcalóides indólico mostraram capacidade de reduzir a atividade da enzima. Desde que PbMLS é uma proteína associada à superfície que se comporta como uma adesina ancorada também foi investigado se os compostos inibem a adesão da proteína às matrizes extracelulares. O processo de eletroforese em gel bidimensional foi utilizado para investigar as proteínas diferencialmente expressas durante o tratamento com itraconazol e anfotericina B. Gel de três réplicas biológicas independentes foram digitalizadas e as imagens foram analisadas usando o software 6.0 Platinum 2D ImageMaster (GE Healthcare). Intensidades dos spots foram normalizados e foram estimadas as análises estatísticas por ANOVA one-way. Os spots de interesse foram excisadas do gel digerida com tripsina e os péptidos foram analisados por MS e / ou MS / MS e sequenciados. Os resultados obtidos aqui devem ajudar na compreensão do mecanismo de ação de drogas em Paracoccidioides, e delinear estudos de identificação de compostos com atividade antifúngica. The thermally dimorphic fungal pathogen Paracoccidioides is the agent of paracoccidioidomycosis. This disease is characterized by a granulomatous inflammation with clinical forms ranging from a benign localized infection to a disseminated one. The triazole drugs are broad-spectrum antifungal agents and are currently used to treat infections caused by various pathogenic yeast and molds. The mechanism of action of azoles has been elucidated in some fungi, although little is known in Paracoccidioides. Here we aim to investigate the mechanism of action of itraconazole on Paracoccidioides by using Representational Difference Analysis from Paracoccidioides yeast cells grown in the absence and presence of itraconazole for 1 and 2 h. Among the Paracoccidioides genes up-regulated by itraconazole were those mainly involved in cellular transport, metabolism/energy, transcription, cell rescue, defense and virulence. ERG11, ERG6, ERG3, ERG5 and ERG25 were up-regulated when evaluated in a timely manner. In vivo infection experiment in mice corroborated in vitro results. The glyoxylate cycle and its key enzymes isocitrate lyase and malate synthase (MLS) play a crucial role in the pathogenicity and virulence of various fungi such as the human pathogens. Here, we describe a study conducted to develop rational ligands as candidates to inhibit receptor PbMLS. The important step in the search for ligands for this receptor based on structural homology, molecular docking and molecular dynamics involving scanning virtual (virtual screening) through the program AutoDock Vina. Identified from the database of natural compounds (ZINC data bank) potential candidate ligands to inhibit the activity of PbMLS when compared to the original binder. This process led us to monoterpene indole alkaloids of the genus Palicourea (Rubiaceae) comprises about 230 species from shrubs and small trees distributed mainly in tropical regions. From the molecular docking fifteen compounds were tested as to its effectiveness in inhibiting the activity of PbMLS. The specific activity of PbMLS was affected by the compounds. Four indol alkaloids showed ability to reduce the enzyme activity. Since PbMLS is a linked surface protein that behaves as an anchorless adhesin, and PbICL is here described as adhesin, we also investigated if those compounds inhibit the adhesion of the protein to extracellular. Twodimensional gel electrophoresis we used to investigate the proteins expressed differentially during treatment with itraconazole and amphotericin B. Gels of three independent biological replicates were digitalized and the images were analyzed using the ImageMaster 2D Platinum 6.0 software (GE Healthcare). Spot intensities were normalized and the statistics analyses were estimated by one-way ANOVA. The spots of interest were excised, in-gel digested with trypsin, and the peptides were then analyzed by MS and/or MS/MS and and sequenced. The results obtained here should assist in understanding the mode of action of drugs in Paracoccidioides, and outline studies identifying compounds with antifungal activity. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

O fungo de patogênico Paracoccidioides brasiliensis agente causador da Paracoccidioidomicose (PCM), uma micose pulmonar adquirida pela inalação de propágulos aéreos do fungo que pode se disseminar a vários órgãos e tecidos levando a uma forma severa da doença. Dentro do hospedeiro, P. brasiliensis usa o ciclo do glioxalato (CG) para sobrevivência intracelular. Adesão e invasão das células do hospedeiro são passos essenciais envolvidos na internalização e disseminação do patógeno. Aqui, nós evidênciamos que malato sintase de P. brasiliensis (PbMLS) é secretada, e é localizada na parede da célula. PbMLS foi superexpressa em Escherichia coli, e o anticorpo policlonal contra esta proteína foi obtido. Usando Microscopia Laser Confocal (CLSM) e análise de Western blot, PbMLS foi encontrada no citoplasma e na parede da célula na fase leveduriforme de P. brasiliensis nas células mãe e broto. PbMLSr e o respectivo anticorpo policlonal produzido contra esta proteína inibiram a interação de P. brasiliensis com células epiteliais A549 cultivads in vitro. Estas observações indicariam que MLS associada à parede da célula de P. brasiliensis pode estar mediando a ligação do fungo às células, contribuindo assim com a adesão do fungo aos tecidos hospedeiros e para a disseminação da infecção. The pathogenic fungus Paracoccidioides brasiliensis causative of Paracoccidioidomycosis (PCM), a pulmonary mycose acquired by inhalation of fungal airborne propagules, which may disseminate to several organs and tissues leading to a severe form of the disease. Adhesion and invasion to host cells are essential steps involved in the internalization and dissemination of pathogens. Inside host, P. brasiliensis use the glyoxylate cycle for intracellular survival. Here, we provide evidence that malate synthase of P. brasiliensis (PbMLS) is localized on the cell wall, and is secreted. PbMLS was overexpressed in Escherichia coli, and polyclonal antibody against this protein was obtained. By using Confocal Laser Scanning Microscopy and Western blot analysis, PbMLS was detected in the cytoplasm and the cell wall of the yeast phase of P. brasiliensis of mother and bud yeast cells. PbMLSr and the respective polyclonal antibody produced against this protein inhibited the interaction of P. brasiliensis to in vitro cultured epithelial cells A549. These observations indicated that cell wall-associated MLS of P. brasiliensis could be mediating the binding of fungal cells, thus contributing to the adhesion of fungus to host tissues and to the dissemination of infection. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES