Caracterización de la enzima cisteína sintasa en Acinetobacter baumannii como posible blanco terapéutico mediante un análisis in silico

Abstract

Acinetobacter baumannii se ha convertido en uno de los microorganismos fuertemente implicados en las infecciones asociadas a la atención en salud (IAAS) y representa una amenaza para la salud pública debido a las altas tasas de resistencia y mortalidad que genera. La búsqueda de nuevos blancos terapéuticos para desarrollar terapias alternativas es indispensable para garantizar el control de las enfermedades asociadas a este patógeno. En este sentido, en el presente trabajo se hizo una caracterización in silico de la enzima cisteína sintasa (CS) de A. baumannii, así como una identificación de compuestos con afinidad por la enzima mediante el uso de herramientas y bases de datos bioinformáticas de acceso libre. El estudio in silico demostró que A. baumannii posee dos genes que codifican para las proteínas CysM y CysK; las dos isoformas presentan todos los residuos y dominios importantes para la actividad catalítica y que han sido descritos en la familia de enzimas piridoxal 5′-fosfato (PLP) dependientes involucradas en la síntesis de cisteina por la via de novo a la cual pertenece CS. Mediante la herramienta I-TASSER se obtuvieron los modelos tridimensionales de las dos isoformas los cuales presentaron una topología correcta y alta calidad con puntajes típicamente encontrados en proteínas nativas. El acoplamiento molecular, las predicciones ADMET y los análisis de interacción permitieron identificar compuestos con alta afinidad por la isoforma CysK, dentro de lo que se destacan ZINC13643289, ZINC14996361, ZINC000002957581 y ZINC20353527 como candidatos para estudios in vitro y futuro desarrollo de una terapia selectiva para el tratamiento de infecciones asociadas a A. baumannii.

Acinetobacter baumannii has become one of the microorganisms strongly implicated in health care associated infections (HAI) and represents a threat to public health due to the high rates of resistance and mortality it generates. The search for new therapeutic targets to develop alternative therapies is essential to guarantee the control of diseases associated with this pathogen. In this sense, in the present work an in silico characterization of the enzyme cysteine synthase (CS) of A. baumannii was carried out, as well as an identification of compounds with affinity for the enzyme through the use of tools and bioinformatic databases of access free. The in silico study showed that A. baumannii has two genes that code for the CysM and CysK proteins; the two isoforms present all the important residues and domains for catalytic activity and which have been described in the family of dependent Pyridoxal 5′-Phosphate (PLP) enzymes involved in the synthesis of cysteine by the de novo route to which CS belongs. Using the I-TASSER tool, the three-dimensional models of the two isoforms were obtained, which presented a correct and high-quality topology with scores typically found in native proteins. Molecular coupling, ADMET predictions, and interaction analysis made it possible to identify compounds with high affinity for the CysK isoform, among which ZINC13643289, ZINC14996361, ZINC000002957581 and ZINC20353527 stand out as candidates for in vitro studies and future development of a selective therapy for the treatment of infections associated with A. baumannii.