Protein Interaction Targeted Drug Discovery:
Evaluating Critical Issues
Erica A. Golemis, Kenneth D. Tew, and Disha Dadke
Fox Chase Cancer Center, Philadelphia, PA, USA
BioTechniques: The Journal of Laboratory Technology
for BioresearchVol. 32, No. 3 March 2002
Equipe
Caleb Guedes
Gleice Fernanda
Grazielli Cristina
Guilherme Carneiro
Juliana Souza
Renata Franco Vianna
Introdução
Fármacos devem trazer melhora,cura e
na melhor das hipóteses prevenir
doenças.
 Projetos
genoma
e
proteoma:
informações armazenadas em bancos de
dados
A
técnica
PPI:
suporte
para
desenvolvimento de drogas de ação
direcionada
com
mínimos
efeitos
colaterais

Objetivos

Discutir qual estratégia seguir para a
criação das drogas usando PPI

Como identificar alvos PPI para drogas

Como analisar os resultados
Protein-Protein Interaction
(PPI)
Diferentes formas ou maneiras de
interação
entre
compostos
de
propriedades físicas e funcionais distintas
produzindo novas propriedades físicas e
funcionais.

Tipos de PPI
Interação de 2 proteínas A + B
complexo estável com função diferente
da de A e B isolados
 Interação de A + B
complexo estável
contra degradação
 Interação A + B
complexo se liga a
C , fator upstream ou downstream
 Interação A + B
bloqueia interação de
A ou B com D

Interação física
Fornecimento de estabilidade
Bloqueia
interação de A
ou B com D,
uspstream or
downtream factor
Associação com C
“upstream or
downtream factor”
A
B
Função diferente
de A e B isolados
Estabilidade
contra
degradação
Perda de função ou
destruição de A e B
ou ambos
Interação específica transitória
Formação de uma função específica
A
B
Função específica para A ou
B ou ambas
Interação proteína-complexo
Promoção de estabilidade a um complexo
secundário
A
C
B
E
G
F
Quais os tipos de PPI podem
ser alvejados?
A princípio todas as formas de PPI
Mas,para uma PPI ser alvo
devemos poder regulá-la para
produzir o efeito desejável
Metodologia de elaboração:
Passo 1: Identificação de drogas
potenciais a partir de observações
biológicas.
 Passo 2: Mapeamento das PPIs para
identificar novos alvos para drogas
descobertas.
 Passo 3: Determinação do histórico de
mutações envolvendo a PPI.

Metodologia de elaboração:
Passo
4:
Desenvolvimento
de
estratégia
de
identificação
da
especificidade da atividade inibitória.
 Passo 5: Exploração de conclusões
inesperadas

Passo 1
Identificação de alvos potencias baseado nas
evidência de função biológica crítica em
condições clínicas direcionar e baseando-se na
evidência que a função do alvo possa ser
manipulada.
1-) criar modelos em vivo que mimetize a doença
humana
2-) O efeito desejado seria obtido a partir da
modulação da droga para o rompimento ou
restauração da função da proteína?
2-) Determinar o funcionamento da PPI alvo.

Passo 1
-A droga deve bloquear ou restituir a PPI para
obter o efeito desejado
-Como os pacientes apresentam a doença?
Múltiplas formas indica vias complexas.
-A proteína alvo interage com outras moléculas
envolvidas na patogenia?
-Existe alguma proteína homologa?
Passo 2
Obter a partir de dados existentes, uma rede de
interações física e funcionais do alvo.
 Ex: A proteína Ras-GTPase foi caracterizada como
uma oncoproteína e por isso é um alvo interessante
para descoberta de uma droga.
1-) Apresentar as proteínas em que o Ras se liga
fisicamente, associando assim o Ras às suas diversas
funções
2-) A proteína interage com parte ou todo o complexo
protéico? Essa resposta indica se o Ras apresenta um
único caminho Ras-dependente ou se ele atua em
vários caminhos ao mesmo tempo.
3-) cria-se um mapa das vias interativas para maior
compreensão

Mapa das Vias de Integração de Ras
Ras
RaiGDS
PI3K
Rac
Raf
RaI
Pak
MEK
ERK
Akt
Bad
Caspases
GSK
MLKs
p38
Transcription:
Celular Response
RaIBPI
JNK
Passo 3




Determinação da história de mutações anteriores
envolvendo ruptura de PPI no alvo.
Em proteínas conservadas devemos induzir
mutações
Mutantes devem ser testados in vivo
O objetivo é atingir o efeito biológico e minimizar
a toxicidade.
Passo 4

Desenvolvimento de uma estratégia para diferenciar
inibidores específicos e não específicas para proteína
selecionada, PPI.

Iniciar uma investigação utilizando múltiplas técnicas é
melhor que utilizar uma estratégia única na avaliação de
compostos. Exemplos: Compoud-protein docking,
binding
protein
arrays,
function
screening
,
microarrys,etc.
Alguns ensaios possíveis:
1-) Medir a ligação do farmaco com Ras
com a competição de PI-3K
 2-)Medir interação do farmaco com
outras proteínas da via Ras
 3-)Medir funcionamento celular após a
inibição de Ras/PI-3K pelo farmaco

Passo 5

Exploração de conclusões inesperadas

As estratégias para descobrir drogas são
improváveis, devido a esta área de pesquisa ser
nova.

Historicamente, a maioria das drogas surgiu de
manifestações fenotípicas ou ao acaso. Há grande
interesse no desenvolvimento de drogas-alvo com
relação à uma única PPI de interesse.
Resultados







Desenvolvimento de PPI novas iniciativas de
pesquisa
Análogos da Glutationa tripeptdio ( GSH )
Interface proteica
APA – SG derivado de GSH
Afinidade de GSH por DNA PK
DNA PK
Testes de fosforilação e imunoprecipitação
Conclusão
Atualmente, o nível de conhecimento reunido
em banco de dados ainda não é suficiente para
modelar uma droga. Porém, melhora constante
nessa área de pesquisa que permitirá produção
de drogas a partir de modelos moleculares
matemáticos.