Análise computacional da interação molecular entre o nucleosídeo neuroprotetor guanosina e o canal de potássio de alta condutância ativado por cálcio (BK)

Abstract

Com o aumento da longevidade humana, as doenças neurodegenerativas (DNs) vêm se tornando mais prevalentes, tornando urgente o estudo dos mecanismos fisiológicos envolvidos e a busca por moléculas neuroprotetoras. A guanosina (GUO) é uma molécula endógena e no sistema nervoso central a sua liberação aumenta durante eventos patológicos. GUO possui efeitos neuroprotetores em modelos in vivo e in vitro de DNs como as doenças de Alzheimer, Parkinson, epilepsia, isquemia e depressão. Porém, o mecanismo deste efeito ainda não está elucidado e uma das hipóteses é a atuação da GUO ativando o canal de potássio de alta condutância dependente de cálcio (BK). GUO promove a abertura do canal BK quando adicionada no meio extracelular e seu efeito neuroprotetor é abolido por bloqueadores do BK. O BK é uma proteína formada por um tetrâmero de subunidades-α que pode ou não possuir subunidades auxiliares (beta). Diversas moléculas modulam a atividade deste canal, porém o sítio de interação da maioria desses ligantes é desconhecido. Para corroborar a evidência da interação molecular entre GUO e BK e buscar um possível sítio de interação, este trabalho usou as seguintes análises in silico: identificação de possíveis cavidades hidrofóbicas na estrutura cristalizada do BK humano em suas conformações aberta e fechada, com e sem a subunidade auxiliar β4; simulação da interação da GUO nestas cavidades por molecular docking, analisando os aminoácidos envolvidos nesta interação; e alinhamento da sequência de aminoácidos do BK humano com outras espécies. A mesma análise de interação foi feita com dois ativadores sintéticos do BK, que também não se conhece o sítio de interação, o NS1619 e o NS11021. Foram encontradas possíveis cavidades hidrofóbicas que poderiam ser sítios de interação e a análise de docking encontrou uma conformação com energia livre baixa (alta afinidade) comparada às obtidas com ligantes naturais para todas as conformações, indicando que essa é uma interação possível. Foram encontrados também os seguintes possíveis aminoácidos-chave para esta interação: ASN136, PHE144, TYR145, LEU150, VAL193 e SER202. O alinhamento de aminoácidos do BK de diferentes espécies mostrou que estes aminoácidos são conservados entre os vertebrados e, portanto, podem ser alvos de estudos futuros que confirmem os resultados deste trabalho. Conclui-se que há um possível sítio de interação para GUO, NS1619 e NS11021 na porção extracelular do canal e foram destacados aminoácidos essenciais para esta interação, sendo que sua conservação sugere potenciais alvos para futuras investigações.