Evaluación in silico de la interacción de un complejo de coordinación de meropenem con enzimas metalo-betalactamasa tipo VIM
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Date
2022
Authors
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Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
Gram-negative bacteria are the most common bacterial type that can be found causing serious nosocomial infections. For the treatment of these infections conventionally, beta-lactam antibiotics can be used. However, some bacterial strains have developed mechanisms of resistance to these drugs, including the production of metallo-beta-lactamase enzymes of the VIM type, where they act by forming a covalent union with the carbonyl group of the beta-lactam ring leading to its rupture and subsequently to its hydrolyzation. Recently, coordination complexes have been considered as alternative methods to control these resistant bacteria, seeking that they exceed the enzymatic action and cause the death of the bacteria. However, it is necessary to carry out studies that allow these molecular mechanisms to be verified. In this sense, the present study aimed to evaluate the in-silico interaction of two coordination complexes composed of meropenem and nickel against 7 variants of the metallo-beta-lactamase enzymes type VIM: VIM-1, VIM-2, VIM-4, VIM-6, VIM-8, VIM-19, VIM-24) through predictive modeling of protein structures and molecular docking. One of the complexes evaluated, defined as inverted complex (IC)," showed the most favorable interaction against the VIM-4 enzyme variant with an affinity energy (-8.4 kcal/mol), establishing an interaction with the residues Asn210, Ser207, His116, Asp118, Phe62, Trp87, His179, His240 and Tyr67, in addition to forming types of interactions such as Van Der Waals, Akyll, Pi-akyll, Sulfur-X, Pi-sulfur and Pi-sigma, metal acceptor ions and hydrogen bonds
Description
Las bacterias Gram negativas es el tipo bacteriano más común que se puede encontrar causando infecciones nosocomiales graves. Para el tratamiento de estas infecciones convencionalmente se pueden utilizar los antibióticos betalactámicos. Sin embargo, algunas cepas bacterianas han desarrollado mecanismos de resistencia a estos fármacos, entre los que se incluyen la producción de enzimas metalo-betalactamasas del tipo VIM, que actúan formando una unión covalente con el grupo carbonilo del anillo betalactámico provocando su ruptura y respectiva hidrolización. Recientemente, se han considerado los complejos de coordinación como métodos alternativos para controlar estas bacterias resistentes, buscando que estos rebasen la acción enzimática y provoquen la muerte de la bacteria. Sin embargo, es necesario adelantar estudios que permitan comprobar estos mecanismos moleculares. En este sentido, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la interacción in silico de dos complejos de coordinación compuesto por meropenem y níquel frente a 7 variantes de las enzimas metalo-betalactamasas tipo VIM: VIM-1, VIM-2, VIM-4, VIM-6, VIM-8, VIM-19, VIM-24.) mediante el modelado predictivo de estructuras proteicas y docking molecular. Uno de los complejos evaluados, definido como complejo invertido (CI), mostró la interacción más favorable frente a la variante de la enzima VIM-4 con una energía de afinidad (-8.4 kcal/mol), estableciendo una interacción con los residuos Asn210, Ser207, His116, Asp118, Phe62, Trp87, His179, His240 y Tyr67, además de formar tipos de interacciones como Van Der Waals, Akyll, Pi-akyll, Sulfur-X, Pi-sulfur y Pi-sigma, iones aceptores de metales y puentes de hidrógeno
Keywords
Metalo-Betalactamasas Tipo VIM, Carbapenemasas, Docking Molecular, Meropenem, Complejo de Coordinación
Citation
Castillo Arce, S. (2022). Evaluación in silico de la interacción de un complejo de coordinación de meropenem con enzimas metalo-betalactamasa tipo VIM. Universidad Santiago de Cali