Evaluación in silico de compuestos de origen vegetal con potencial actividad inhibitoria sobre la enzima acetilcolinesterasa de la drosophila melanogaster

Abstract

El control de plagas ha sido una actividad necesaria para la disminución de los daños que pueden ocasionar algunos insectos en los cultivos de frutas y alimentos, como es el caso de la Drosophila melanogaster; organismo el cual genera daños irreversibles a ciertos tipos de frutos como la descomposición de estos y la generación de hongos y bacterias dentro y fuera de estos; características que disminuyen la vistosidad a las frutas que habitualmente se consume. Actualmente se emplean diversos productos de origen sintéticos que proporcionan una actividad insecticida muy alta, estos productos, aunque funcionan correctamente al inhibir la enzima acetilcolinesterasa (AChE) de insectos, en su mayoría no son selectivos a los organismos blanco por lo que son altamente tóxicos para cualquier organismo diferente, además de que son considerados actualmente como contaminantes para el medio ambiente. Algunos de estos productos son los insecticidas organofosforados, carbamatos y organoclorados. Por lo tanto, la finalidad de este proyecto es evaluar in silico compuestos de origen vegetal con potencial actividad inhibitoria sobre la enzima acetilcolinesterasa de la Drosophila melanogaster que puedan emplearse como material de partida de potenciales bioinsecticidas que sean menos nocivos para el medio ambiente y con mayor selectividad. Inicialmente, se realizó una búsqueda en las bases de datos de diversos compuestos de origen vegetal con potencial actividad inhibitoria sobre la enzima AChE y que hayan reportado en artículos científicos actividad insecticida. Posteriormente se creó una biblioteca de 52 compuestos (compuestos de origen vegetal con actividad insecticida reportada en artículos científicos) los cuales fueron hallados en bases de datos y buscadores académicos. Se optimizaron geométricamente cada uno de los compuestos hallados, se validó el protocolo de acoplamiento por triplicado y se determinaron las principales interacciones entre los compuestos de origen vegetal hallados y la enzima AChE mediante cálculos de acoplamiento molecular en donde se realizó la etapa de selección teniendo en cuenta la mejor energía de unión de calculada que arrojaron las poses de cada ligando. Se realizó una segunda etapa de selección en donde se eligieron los 10 compuestos de origen vegetal que presentaran mejores valores de energía de unión, se formaron complejos entre los 10 ligandos escogidos y el receptor con el fin de describir y evaluar las interacciones que formaron cada complejo proteínaligando. Después de la evaluación de los 10 compuestos de origen vegetal con mejores valores de afinidad, se realizó una tercera etapa de selección en donde se eligieron 4 compuestos que presentaron las mejores interacciones con el receptor y los residuos de aminoácidos presentes que fueran importantes para la selección del potencial inhibidor de la enzima. Posteriormente se evaluó la estabilidad conformacional entre los compuestos seleccionados y la enzima AChE en función del tiempo, en donde se calcularon los parámetros de RSMD de los complejos y de los ligandos solos, RSMF de los complejos, SASA y se realizó el cálculo de las energías libres de unión mediante MM/GBSA, finalmente se evaluaron propiedades de neurotoxicidad y ecotoxicidad de los compuestos que presentan mejores valores de afinidad de unión con la enzima AChE y se realizó un análisis estadístico en donde se calculó el promedio y la desviación estándar de cuatro grupos de ligandos los cuales fueron separados por cuartiles en función a sus energías de unión y a cada uno se le realizó una prueba t del 0,05% de significancia entre la media de cada grupo de ligandos y el ligando de referencia.