Estudio In Silico de inhibidores de las enzimas Aminoaldehído Deshidrogenasa PAUC de Pseudomonas Aeruginosa y ALDH9A1 de humano

Hernández Herrera, Julián

Estudio In Silico de inhibidores de las enzimas Aminoaldehído Deshidrogenasa PAUC de Pseudomonas Aeruginosa y ALDH9A1 de humano

dc.contributor.advisor	Chamorro Rengifo, Andrés Felipe (Director)
dc.contributor.advisor	Cortes Hernández, Hector Fabio (Director)
dc.contributor.author	Hernández Herrera, Julián
dc.creator.degree	Trabajo de grado para optar al título de Químico(a)
dc.date.accessioned	2025-09-29T19:56:45Z
dc.date.available	2025-09-29T19:56:45Z
dc.date.issued	2025
dc.description	El aumento de la resistencia bacteriana a los antibióticos es un problema que impacta negativamente la salud pública a nivel mundial, por lo que se necesitan urgentemente nuevos agentes terapéuticos. La bacteria Pseudomonas aeruginosa es un patógeno humano farmacorresistente catalogado por la OMS como prioritario en la búsqueda de estrategias para combatir su infección. Recientemente, se identificó a la enzima aminoaldehído deshidrogenasa PaPauC de Pseudomonas aeruginosa como posible diana farmacéutica debido a su participación en la degradación de aldehídos tóxicos generados en el metabolismo de poliaminas de la bacteria, las cuales le sirven como fuente de carbono y energía. Sin embargo, hasta la fecha no se han estudiado o identificado compuestos que puedan inhibir esta enzima. Con el fin de contribuir a la búsqueda de posibles inhibidores para la enzima PaPauC, en este estudio se aplicaron métodos in silico, iniciando con la selección de moléculas de consulta, que contiene de los sustratos para PaPauC e inhibidores reportados de otras ALDHs. Se construyó una base de datos que integra más de 15,000 moléculas como objetivos a evaluar, obtenidas a partir de las bases de datos Molport, ChEMBL y Drugbank. Tras filtrar los compuestos por similitud estructural respecto a las moléculas de consulta, valores de descriptores moleculares y propiedades farmacocinéticas ADMET (absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad) se obtuvieron 42 moléculas potenciales inhibidores de la enzima PaPauC. Para seleccionar de forma más precisa aquellos inhibidores que presentaran selectividad por la enzima PaPauC, se emplearon técnicas avanzadas de acoplamiento molecular, dinámica molecular y DFT. Los resultados mostraron dos compuestos que contienen un núcleo estructural de quinolina cuyas energías de afinidad son mejores que las calculadas para los sustratos reportados de las enzimas. En conjunto los resultados sugirieron mayor selectividad de los ligandos por PaPauC frente a ALDH9A1, la enzima ortóloga en humanos, así como alta estabilidad de los complejos ligando-enzima y ninguna toxicidad. Finalmente, con los resultados del desarrollo in silico propuesto en este trabajo se logró seleccionar racionalmente compuestos con potencial actividad inhibitoria de la enzima PaPauC cuya actividad podría ser mejorada probando diferentes sustituyentes del anillo de quinolina.
dc.description.abstract	The increase in bacterial resistance to antibiotics is a problem that negatively impacts public health worldwide, and new therapeutic agents are urgently needed. The bacterium Pseudomonas aeruginosa is a drug-resistant human pathogen listed by the WHO as a priority in the search for strategies to combat its infection. Recently, the aminoaldehyde dehydrogenase enzyme PaPauC from Pseudomonas aeruginosa was identified as a possible pharmaceutical target due to its participation in the degradation of toxic aldehydes generated in the bacteria's polyamine metabolism, which serve as a source of carbon and energy. However, to date, no compounds that can inhibit this enzyme have been studied or identified. In order to contribute to the search for possible inhibitors for the PaPauC enzyme, in silico methods were applied in this study, starting with the selection of query molecules, which contain substrates for PaPauC and reported inhibitors of other ALDHs. A database was constructed that integrates more than 15,000 target molecules obtained from the Molport, ChEMBL and Drugbank databases. After filtering the compounds by structural similarity to the query molecules, molecular descriptor values and ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity) pharmacokinetic properties, 42 potential inhibitor molecules of the PaPauC enzyme were obtained. To more accurately select those inhibitors that showed selectivity for the PaPauC enzyme, advanced molecular docking, molecular dynamics and DFT techniques were used. The results showed two compounds containing a quinoline structural core whose affinity energies are better than those calculated for the reported substrates of the enzymes. Overall, the results suggested greater selectivity of the ligands for PaPauC versus ALDH9A1, the orthologous enzyme in humans, as well as high stability of the ligand-enzyme complexes and no toxicity. Finally, with the results of the in silico development proposed in this work, it was possible to rationally select compounds with potential inhibitory activity of the PaPauC enzyme whose activity could be improved by testing different substituents of the quinoline ring.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	30 páginas
dc.identifier.citation	Hernández Herrera, J. (2025). Estudio In Silico de inhibidores de las enzimas Aminoaldehído Deshidrogenasa PAUC de Pseudomonas Aeruginosa y ALDH9A1 de humano. Universidad Santiago de Cali.
dc.identifier.uri	https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/8414
dc.language.iso	es
dc.publisher	Universidad Santiago de Cali
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias Básicas
dc.publisher.program	Química
dc.pubplace.city	Cali
dc.pubplace.state	Valle del Cauca
dc.rights.acceso	Acceso privado
dc.rights.cc	Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.source.institution	Universidad Santiago de Cali
dc.source.repository	Repositorio Institucional USC
dc.subject	Pseudomonas aeruginosa
dc.subject	Inhibición de PaPauC
dc.subject	Cribado virtual
dc.subject	Acoplamiento molecular
dc.subject	Dinámica molecular
dc.subject	DFT
dc.subject.keyword	Pseudomonas aeruginosa
dc.subject.keyword	PaPauC inhibition
dc.subject.keyword	Virtual screening
dc.subject.keyword	Molecular docking
dc.subject.keyword	Molecular dynamics
dc.subject.keyword	DFT
dc.title	Estudio In Silico de inhibidores de las enzimas Aminoaldehído Deshidrogenasa PAUC de Pseudomonas Aeruginosa y ALDH9A1 de humano
dc.type	Thesis
dc.type.spa	Artículo