Modelagem Molecular da Interleucina-8
Resumo
Interleucina-8 (IL-8) está ligada a uma série de patologias como a asma, fibrose cística, dermatite de contato, psoríase, e artrite reumatoide. Assim, tanto a inibição da ação bem como a regulação da produção da IL-8 tem sido extensivamente investigada para propósitos terapêuticos. A modelagem molecular é técnica com uma das melhores relações custo-benefício para o desenvolvimento e compreensão de compostos de interesse biológico. Neste trabalho, avaliou-se a estrutura tridimensional da IL-8. Para tal, foram usadas as técnicas de dinâmica molecular em solvente aquoso explícito com estados de protonação fixos, com resíduos tituláveis em pH 7.0 usando a técnica de constante (CpHMD), e também através de CpHMD se obteve curva de titulação na faixa de pH entre 0 e 14. Para as simulações computacionais e análises foram escolhidos os pacotes computacionais AMBER e VMD. Caixas octaédricas contendo IL-8 em meio aquoso foram construídas utilizando o programa LEAP. Os resíduos tituláveis encontrados foram aspartame, glutamato, histidina, tirosina e lisina. Destacam-se os resíduos de lisina em função do número encontrado ser alto comparado com o tamanho da proteína. Pode-se observar que as folhas betas antiparalelas e alfa hélice tiveram seus valores dos ângulos phi e psi predominantemente em áreas favoráveis. O amino terminal também manteve a sua flexibilidade, o que é um fator crucial para sua função. A função RMSD teve valores semelhantes para as simulações. A temperatura e a energia potencial se mantiveram estáveis. Esse resultado já era esperado posto que a molécula é estável em pH 7.0 e pelo caráter básico. Observou-se também que o motivo dado pelos aminoácidos glutamato, leucina e arginina, essencial para interação com o receptor de membrana,localizado próximo ao amino terminal se manteve estável.
Referências
Clark-Lewis, I.; Kim, K.; Rajarathnam, K.; Gong, J; Dewald, B.; Moser, B.; Baggiolini, M.; Sykes, B. D. Structure-activity relationships of chemokines. Journal of Leukocyte Biology.v. 57, p. 705-711, 1995.
Holmes, E. W; Lee, J; Kuang, W.; Rice, G. C.; Wood, W.L. Structure and Functional Expression of a Human Interleukin-8 Receptor. Science, New Series, v. 253, p.1278-1280, 1991.
Baggiolini, M.; Dewald, B.; Moser, B. Advances in Immunology, v.55, 97-178, 1994.
Peveri, P.;Walz, A.; Dewald, B; Baggiolini, M. A nouvel neutrophil-activating factor produced by human mononuclear phagocytes. J. Exp. Med, v. 167, 1547-1559, 1998.
Seitz, M.; Dewald, B.; Cerber, N.; Baggiolini, M. Enhaced production of neutrophil-activating peptide-l/interleukin-8 in rheumatoid arthritis. J. Clin. Invest., vol 87, p. 462-46. 1991.
Nickoloff, B. J.; Karabin, G. D.; Barker, J. N. W. N.; Griffiths, C. E. M.; Sarma, V.; Mitra, R. S.; Elder, J. T.; Kunkel, S. L.; Dixit, V. M. Cellular localization of interleukin-8 and its inducer, tumor necrosis factor-a in psoriasis. Am. J. Pathol. 1991.
Marini, M.; Vittori, E.; Hollemborg, J.; Mattoli, S. Expression of the potent inflammatory cytokines, granulocyte-macrophage-colony-stimulating fac- tor and interleukin-6 and interleukin-8, in bronchial epithelial cells of patients with asthma. J. Allergy Clin. Immunol. v 89, p. 1001-1009, 1992.
Barker, J.; Ri. W. N.,; Griffiths, C. E. M.; Mitra, R. S.; Dixit, V. M.; Nickoloff, B. J. Human epidermal keratinocyte derived interleukin-8: Relevance to contact dermatitis. Pharmacol. Skin, v. 4, p. 94-99. 1991.
McElvaney, N. G.; Nakamura, H.; Birrer, P.; HBbert, C. A; Wong, W. L.; Alphonso, M.,; Baker, J. B.; Catalano, M. A.,;Crystal, R. G. Modulation of airway inflammation in cystic fibrosis. Suppression of interleukin-8 levels on the respiratory epithelial surface by aerosolization of recombinant secretory leuko- protease inhibitor. J. Clin. Invest v.90, p.1296-1301, 1992.
Harada, A.; Sekido, N.; Akahoshi, T.; Wada, T.; Mukaida, N; Matsushima, K. Essential involvement of interleukin-8 (IL-8) in acute inflammation. Journal of Leukocyte Biology, v. 56, p. 559-554, 1994.
Matsushima, K., Morishita, K., Yoshimura, T., Lavu, S., Kobayashi, Y., Lew, W., Appella, E., Kung, HF’., Leonard, Ej., Oppenheim, J.J. Molecular cloning of a human monocyte-derived neutrophil chemotactic factor (MDNCF) and the induction of MDNCF mRNA by interleukin 1 and tumor necrosis factor. j Exp. Med., v. 167, p. 883-893. 1998.
VMD – VISUAL MOLECULAR DYNAMICS. Disponível em: http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/ . Acesso em: 04 de Setembro 2017.
PDB. Protein Data Bank. Disponível em: http://www.pdb.org/. Acesso em: 04 de Setembro 2017
Goldstein, J. C; Waterhouse, N.J.; Juin, P.; Evan, G.I.;G, D.R. 2000. Nature cell biology 2 156-162.
Brzezinski, K., Pompeu, Y., Lu, S., Jakoncic, J., Ostrov, D.A. The atomic resolution crystal structure of human IL-8. No prelo.
Case, D. A; Betz, R. M; Botello- Smith, W.; Cerutti, D. S; Cheatham, T. E; Darden, T. A.; Duke, R. E; Giese, T. J.; Gohlke, H.; Goetz, A. W.; Nomeyer, N.; Izadi, S.; Janowski, P.; Kaus, J.; Kovalenko, A.; Lee, T.S.; Legrand, S.; Li, P.; Lin, C; Luchko, T.; Luo, R.; Madej, B.; Mermelstein, D.; Merz, K. M.; Nguyem, H. T.; Omelyan,, I.; Onufriev, A.; Roe, D. R.; Roitberg, A.; Sagui, C.; Simmerling, C.L.; Swails, J.; Walker, R. C.; Wang, J.; Wolf, R. M., WU, X.; Xiao, L.; York, D. M.; Kollman,, P.A. Amber (2017). University of California, San Francisco. 2017
Ao publicar na PECIBES, os direitos de copyright são mantidos pelos autores. Acreditamos que isto permite aos autores ampla divulgação do trabalho, sendo os mesmos responsáveis por todas as informações veiculadas. No entanto, em caso de reuso dos dados, a origem (Revista PECIBES) deve ser citada.