| Abstract: | The human tuberculosis (TB), caused mainly by the Mycobacterium tuberculosis represents a global threat leading to death in adults caused by a single infectious agent, accounting for about two million deaths per year worldwide. It is estimated that approximately one third of the word population is latently infected with the bacillus. Chemotherapeutic agents that are more effective and less toxic are required to reduce the duration of current treatment, as well as to improve the cure rates for MDR-TB strains, TDR-TB and XDR-TB. In addition, there is a need for effective treatment for latent TB, preventing the disease to develop into the active form. In 1998 with the complete genome sequencing of the strain of M. tuberculosis H37Rv there was the possibility of the study and validation of specific molecular targets for the rational design of anti-TB drugs. The enzymes that participate in essential metabolic pathways are promising targets for the development of new chemotherapeutic agents for the treatment of TB. The protein phosphoribosylpyrophosphate synthase from M. tuberculosis (PRS, EC 2. 7. 6. 1) is an enzyme of central importance in several metabolic pathways in all cells. PRS catalyzes the formation of AMP and PRPP from R5P and ATP, where ATP donates its diphosphoril group to R5P. The amplification, cloning, expression and purification MtPRS allowed the identification of its substrates diphosphoril donors GTP, CTP and UTP, in addition to previously described ATP and the absence inorganic phosphate (Pi) requirement for enzyme’s activity. Both these features indicate that MtPRS can be classified as a Class II PRS, so far only identified in plants. Fluorescence spectrophotometer binding assays indicate that the R5P, ATP and GTP (substrates) and AMP (product) are able to bind to the enzyme in its free form, indicating a possible sequential random mechanism for purine nucleotides, with sequential ordered release of products, and sequential ordered mechanism for binding of substrates and release of products for pyrimidine nucleotides. Features that distinguish the enzymes PRS Class II Class I, keeping in mind that the Class I includes all three H. sapiens PRS isoforms, can be exploited to develop specific inhibitors for MtPRS for both active and latent TB.
A tuberculose humana (TB), causada principalmente pelo Mycobacterium tuberculosis, representa uma ameaça global liderando a causa de morte em adultos em decorrência de um único agente infeccioso; sendo responsável por cerca de dois milhões de óbitos por ano no mundo. Estima-se que aproximadamente um terço da população está infectada com o bacilo na sua forma latente. Agentes quimioterápicos mais eficazes e menos tóxicos são necessários para reduzir a duração do tratamento atual, assim como melhorar as possibilidades de tratamento para as cepas MDR-TB, XDR-TB e TDR-TB. Além disso, há necessidade de um tratamento eficaz para a TB latente, impedindo ainda que a doença se desenvolva para a forma ativa. Em 1998 com o sequenciamento completo do genoma da cepa de M. tuberculosis H37Rv houve a possibilidade do estudo e validação de alvos moleculares para o desenho racional de drogas anti-TB. As enzimas que participam de vias metabólicas essenciais são alvos promissores para o desenvolvimento de novos quimioterápicos para o tratamento da TB. A proteína fosforribosilpirofosfato sintase de M. tuberculosis (PRS, EC 2. 7. 6. 1) é uma enzima de central importância em muitas vias metabólicas em todas as células. A PRS catalisa a formação do PRPP e AMP a partir da R5P e ATP, onde o ATP irá doar um grupamento difosforil para a R5P. A amplificação, clonagem, expressão e purificação de MtPRS permitiu a identificação de seu substrato doador difosforil GTP, CTP e UTP, além de ATP já descrito anteriormente, além da ausência da dependência de fosfato inorgânico (Pi) para a atividade enzimática. Ambas características nos indicam que MtPRS pode ser classificada como uma PRS classe II, até agora somente identificada em plantas. Através do ensaio de ligação através de espectrometria de fluorescência, vimos que os substratos R5P, ATP e GTP e o produto AMP são capazes de se ligarem à enzima na sua forma livre, indicando um provável mecanismo sequencial aleatório para nucleotídeos de purina, com liberação sequencial ordenada dos produtos; e mecanismo sequencial ordenado para a ligação dos substratos e liberação dos produtos para nucleotídeos de pirimidina. As características que distinguem as enzimas PRS Classe II da Classe I, sendo que a classe I inclui todas as três isoformas H. sapiens, podem ser exploradas para desenvolver inibidores específicos para MtPRS, tanto para a tuberculose ativa quanto para a latente. |
