Plasmodium falciparum purine nucleoside phosphorylase as a model in the search for new inhibitors by high throughput screening.

Autor: Holanda RJ; Universidade Federal do Amazonas, UFAM, campus Humaitá, Amazonas, Brazil; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil. Electronic address: rudsonjh@gmail.com., Deves C; Centro de Pesquisa em Biologia Molecular e Funcional, PUCRS, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil., Moreira-Dill LS; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil., Guimarães CL; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil., Marttinelli LKB; Centro de Pesquisa em Biologia Molecular e Funcional, PUCRS, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil., Fernandes CFC; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Laboratório de Engenharia de Anticorpos, Fiocruz Rondônia, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Ceará, Fortaleza, Ceará, Brazil., Medeiros PSM; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil., Pereira SS; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Laboratório de Engenharia de Anticorpos, Fiocruz Rondônia, Porto Velho, Rondônia, Brazil., Honda ER; Instituto de Pesquisa em Patologias Tropicais de Rondônia, IPEPATRO e Laboratório Central, LACEN, Porto Velho, Rondônia, Brazil., Stábeli RG; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Plataforma Bi-institucional de Medicina Translacional, Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil., Santos DS; Centro de Pesquisa em Biologia Molecular e Funcional, PUCRS, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil., Soares AM; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Centro Universitário São Lucas, UniSL, Porto Velho, Rondônia, Brazil; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Epidemiologia da Amazônia Ocidental, INCT-EpiAmO, Brazil. Electronic address: andreimar.soares@fiocruz.br., Pereira da Silva LH; Laboratório de Biotecnologia de Proteínas e Compostos Bioativos da Amazônia Ocidental, LABIOPROT, Centro de Estudos de Biomoléculas Aplicadas à Saúde, CEBio, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Fiocruz Rondônia e Universidade Federal de Rondônia, UNIR, Porto Velho, Rondônia, Brazil.
Jazyk: angličtina
Zdroj: International journal of biological macromolecules [Int J Biol Macromol] 2020 Dec 15; Vol. 165 (Pt B), pp. 1832-1841. Date of Electronic Publication: 2020 Oct 16.
DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.10.062
Abstrakt: Studies have shown that inhibition of Plasmodium falciparum Purine Nucleoside Phosphorylase (PfPNP) blocks the purine salvage pathway in vitro and in vivo. In this study, PfPNP was evaluated as a model in the search for new inhibitors using surface plasmon resonance (SPR). Its expression, purification, oligomeric state, kinetic constants, calorimetric parameters and kinetic mechanisms were obtained. PfPNP was immobilized on a CM5 sensor chip and sensorgrams were produced through binding the enzyme to the substrate MESG and interactions between molecules contained in 10 fractions of natural extracts. The oligomeric state showed that recombinant PfPNP is a hexamer. The true steady-state kinetic parameters for the substrate inosine were: K M 17 μM, k cat 1.2 s -1 , V Max 2.2 U/mg and k cat /K M 7 × 10 -4 ; for MESG they were: K M 131 μM, k cat 2.4 s -1 , V Max 4.4 U/mg and k cat /K M 1.8 × 10 -4 . The thermodynamic parameters for the substrate Phosphate were: Δ G  - 5.8 cal mol -1 , Δ H  - 6.5 cal mol -1 and Δ S  - 2.25 cal mol -1 /degree. The ITC results demonstrated that the binding of phosphate to free PfPNP led to a significant change in heat and association constants and thermodynamic parameters. A sequential ordered mechanism was proposed as the kinetic mechanism. Three plant extracts contained molecules capable of interacting with PfPNP, showing different levels of affinity. The identification of plant extract fractions containing molecules that interact with recombinant PfPNP using SRP validates this target as a model in the search for new inhibitors. In this study, we showed for the first time the true steady-state kinetic parameters for reactions catalyzed by PfPNP and a model using PfPNP as a target for High-throughput Screening for new inhibitors through SPR. This knowledge will allow for the development of more efficient research methods in the search for new drugs against malaria.
Competing Interests: Declaration of competing interest The authors report no conflicts of interest and that it has been read and approved by all the authors.
(Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.)
Databáze: MEDLINE
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