Estudio teórico de interacciones tipo “Spodium Bond” en Metalo-β-Lactamasa IMP-1

Abstract

[spa] Las β-lactamas son los antibacterianos más utilizados, si bien su efectividad está siendo mermada debido a la resistencia que desarrollan las bacterias gracias principalmente a dos enzimas: serina- y métalo-β-lactamasas (MBLs). Las MBLs son capaces de hidrolizar casi todos los antibióticos β-lactámicos. En este trabajo se estudiará la formación de enlaces no covalentes del tipo “Spodium bond” en un complejo enzima inhibidor. El inhibidor es (2S)-1-[(2S)-2-Methyl-3- sulfanylpropanoyl] pyrrolidine-2-carboxylic acid (conocido como L-captopril), que es capaz de inhibir todas las subclases de MBLs. Se utilizarán métodos teóricos (DFT) así como algunas herramientas computacionales como los mapas de potencial electrostático (MEP), QTAIM y las superficies NCIplot (non-covalent interaction plot) para analizar el enlace Spodium bond y su importancia en el mecanismo de inhibición. Les β-lactames són els antibacterians més utilitzats, si bé la seva efectivitat està sent minvada a causa de la resistència que desenvolupen els bacteris gràcies principalment a dos enzims: serina- i metal·lo-β-lactamases (MBLs). Les MBLs són capaces d’hidrolitzar gairebé tots els antibiòtics β-lactàmics. En aquest treball s’estudiarà la formació d’enllaços no covalents del tipus “Spodium Bond” en un complex enzim-inhibidor. L’inhibidor es (2S)-1-[(2S)-2-Methyl-3- sulfanylpropanoyl] pyrrolidine-2-carboxylic acid conegut amb el nom de L-Captopril, que es capaç d’inhibir totes les subclases de MBLs. S’utilitzaran métodes teórics (DFT) així com eines computacionals com els mapes de potencial electrostàtic (MEP), QTAIM i les superficies NCIplot (non-covalent interaction plot) per analitzar l’enllaç Spodium Bond I la seva importància en el mecanisme d’inhibició. The β-lactams are the most widely used antibacterials, although their effectiveness is being eroded due to the resistance that bacteria develop thanks mainly to two enzymes: serine- and metallo-β-lactamases (MBLs). MBLs are capable of hydrolysing almost all β-lactam antibiotics. In this work, the formation of non-covalent "Spodium bond" type bonds in an enzyme-inhibitor complex will be studied. The inhibitor is (2S)-1-[(2S)-2-Methyl-3- sulfanylpropanoyl] pyrrolidine-2-carboxylic acid (known as L-captopril), which is able to inhibit all subclasses of MBLs. Theoretical methods (DFT) as well as computational tools such as electrostatic potential maps (ESPM), QTAIM and NCIplot (non-covalent interaction plot) surfaces will be used to analyse the Spodium bond and its importance in the inhibition mechanism