Bioinformática como ferramenta para o estudo do mecanismo de efluxo da bomba multidroga AcrB

Abstract

Este trabalho empregou ferramentas de bioinformática para estudar in silico o mecanismo de transporte da bomba de efluxo multidroga AcrB. Essa bomba faz parte do sistema de efluxo da bactéria gram-negativa Escherichia coli e é um modelo para estudos de bombas que pertencem à família RND.Para que fosse estudado o mecanismo de efluxo, uma metodologia foi desenvolvida especialmente para os testes de docagem. Essa metodologia proporcionou a criação das curvas de energia e de diversas tabelas auxiliares que se caracterizaram como importantes ferramentas para a análise dos resultados. As simulações computacionais de docagem e de dinâmica molecular indicaram que a inibição do mecanismo de efluxo pode ocorrer através de competição entre inibidor e substrato pelos mesmos sítios de ligação ou ainda por caminhos em comum no interior da bomba. Os estudos realizados também revelaram que certas regiões da AcrB parecem ter maior afinidade com os substratos no que se refere à intensidade da energia de ligação. Foram também identificados laços, hélices-alfa e folha-beta que parecem ser relevantes no transporte dos substratos

The present work used bioinformatics tools to study, in silico, the transport mechanism of the multidrug efflux pump AcrB. This pump is part of the efflux system of the gram-negative bacteria Escherichia coli and is a model for studying other pumps that belong to the RND family.In order to study the efflux mechanism, a novel metodology was specially developed for the docking tests. This methodology led to the creation of the energy curves and several auxiliary tables that were of great importance as tools to analyze the results.Docking and molecular dynamics simulations suggested that the efflux inhibition could be due to competition between inhibitor and substrate for the same binding sites or for common pathways in the internal part of the pump. The present studies also revealed that certain AcrB regions seem to have more affinity with the substrates regarding the intensity of the binding energy. Also, loops, α-helices and β-sheets that seemed important for a successful transport were identified.