dc.creator |
SILVA, Hércules Pereira da |
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dc.date.issued |
2024-08-19 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4153 |
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dc.description.abstract |
Cisplatin (cis-[Pt(NH3)2(Cl)2]) is known to be an important agent in the fight against
various types of cancer, acting on DNA and resulting in distortions in the
macromolecular structure that induce the cell to programmed death. With the frequent
use of cisplatin, the response of cells is the induction of drug resistance mechanisms,
complicating treatment. Numerous studies indicate that cells can absorb and transport
cisplatin through the ATP7A and ATP7B transport proteins, which are responsible for
the regulation of Cu(I). These proteins are also related to the mechanisms of cellular
resistance to the drug due to the intensified flow of cisplatin to the extracellular medium.
In this work, DFT calculations with the M06-2X functional and NCI for investigating
non-covalent interactions were used throughout mechanistic proposals for the
reactions of cis-[Pt(NH3)2(Cl)2] and cis-[Pt(NH3)2(OH2)2]2+ with the active site of the 6th
metal-binding domain (Mnk6) of the ATP7A protein, both in the presence and absence
of Cu(I) in the protein structure, and in both gas phase and implicit solvation. The
results indicated the existence of distinct stages with associative characteristics. In the
gas phase, the reaction coordinates suggest greater thermodynamic and kinetic
favorability for the diaquo reagent compared to the dichloro; and for the holoprotein
form compared to the apoprotein. In the solvated medium, however, the reactions
between the diaquo and dichloro forms with the holoprotein site showed barrier
energies and free energy changes for the reaction that were remarkably close in the
first stage (around 12.3 kcal·mol-1 and 12.0 kcal·mol-1, respectively). In the holoprotein
forms, strongly attractive interactions of Cu(I) with Pt(II) were observed, which may
impact the reaction rate and stabilization of reagent complexes. Through topological
analyses and other observations, the hypothesis is that these are non-covalent
interactions, exhibiting in several cases electronic densities greater than those
observed for typical hydrogen bonds. NBO calculations also indicated possible charge
transfers from S and Cu(I) to Pt(II), concurrently with changes in geometries
concerning the metal centers. However, the structural cut of the protein (i.e., the active
site) and the failure to obtain IRC results under certain transition states may be
considered limiting factors. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Cisplatina |
pt_BR |
dc.subject |
ATP7A |
pt_BR |
dc.subject |
Estado de transição |
pt_BR |
dc.subject |
Metal-metal |
pt_BR |
dc.subject |
Resistência celular |
pt_BR |
dc.subject |
DFT |
pt_BR |
dc.title |
Investigação teórica da formação de complexos de cisplatina com modelos da proteína ATP7A |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2024-10-25 |
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dc.date.available |
2024-10-25T14:00:41Z |
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dc.date.accessioned |
2024-10-25T14:00:41Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6009980448331115 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LOPES, Juliana Fedoce |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3505620044396566 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
A cisplatina (cis-[Pt(NH3)2(Cl)2]) é conhecida por ser um importante composto agente
no combate a diversos tipos de câncer, atuando no DNA e resultando em distorções
na estrutura macromolecular que induz a célula à morte programada. Com o uso
frequente de cisplatina, a resposta das células é a indução de mecanismos de
resistência ao fármaco, dificultando o tratamento. Diversos estudos apontam que as
células podem absorver e transportar cisplatina por meio de proteínas transportadoras
ATP7A e ATP7B, responsáveis pela regulação de Cu(I). As mesmas também estão
relacionadas aos mecanismos de resistência celular ao fármaco devido à
intensificação do fluxo de cisplatina para o meio extracelular. Neste trabalho, cálculos
de DFT com funcional M06-2X e de NCI para investigação de interações não
covalentes foram utilizadas ao longo de propostas mecanísticas para reações de cis-
[Pt(NH3)2(Cl)2] e cis-[Pt(NH3)2(OH2)2] com o sítio ativo do 6º domínio de ligação à
metais (Mnk6) da proteína ATP7A, com e sem presença de Cu(I) na estrutura proteica
e tanto na fase gás quanto em solvatação implícita. Os resultados indicaram a
existência de diferentes etapas com características associativas. Em fase gás, as
coordenadas das reações apontam para maior favorecimento termodinâmico e
cinético para o reagente diaquo em comparação com dicloro; e para a forma
holoproteica em comparação com a apoproteica. Em meio solvatado, no entanto, as
reações entre as formas diaquo e dicloro com o sítio holoproteico apresentaram tanto
as energias de barreira quanto as variações de energia livre da reação muito próximas
na primeira etapa (por volta de 12,3 kcal.mol-1 e 12,0 kcal.mol-1, respectivamente).
Nas formas holoproteicas, foram observadas interações fortemente atrativas de Cu(I)
com Pt(II) que podem impactar na velocidade da reação e estabilização de complexos
reagentes. Por análises topológicas e demais observações, a hipótese é que se tratam
de interações não covalentes, apresentando em vários casos densidades eletrônicas
maiores que as observadas para típicas ligações de hidrogênio. Cálculos de NBO
ainda apontaram para possíveis transferências de carga de S e Cu(I) para Pt(II),
concomitantemente com mudanças de geometrias em relação aos centros metálicos.
Entretanto, o recorte estrutural da proteína (isto é, o sítio ativo) e a não obtenção de
resultados de IRC sob certos estados de transição pode ser considerados fatores
limitantes. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IRN - Instituto de Recursos Naturais |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Multicêntrico em Química de Minas Gerais |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::QUÍMICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
SILVA, Hércules Pereira da. Investigação teórica da formação de complexos de cisplatina com modelos da proteína ATP7A. 2024. 148 f. Dissertação (Mestrado em Multicêntrico em Química de Minas Gerais) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. |
pt_BR |