A tuberculose é considerada a infecção de maior letalidade mundial causada por um único agente infeccioso, o bacilo Mycobacterium tuberculosis. Os crescentes casos de resistência e demais aspectos que compõem a atual carga global da tuberculose evidenciam a necessidade pela descoberta de fármacos e diferentes esquemas de tratamento. Os componentes dos complexos macromoleculares que controlam o crescimento e a divisão celular da micobactéria figuram como alvos interessantes na busca por novos agentes antituberculose. Propõe-se estudar o papel de interações proteína-proteína no controle do ciclo celular da micobactéria entre enzimas envolvidas na biossíntese de peptidoglicano. A hipótese é a de que a proteína de ligação à penicilina PonA1 e a peptidoglicano hidrolase RpfB competem pelo mesmo sítio de interação à endopeptidase RipA. Estas interações sugerem um mecanismo pós-traducional de regulação das atividades de síntese e hidrólise do peptidoglicano na micobactéria. Além disso, as enzimas RipA e PonA1 são alvos atrativos para o desenvolvimento de novos fármacos antituberculose por serem essenciais para o crescimento e divisão celular do bacilo, respectivamente. O estudo busca elucidar a estrutura tridimensional da conformação ativa da endopeptidase RipA e obter os complexos RipA:RpfB e RipA:PonA1. Este trabalho também visa aplicar a estratégia da descoberta de fármacos com base em fragmentos contra o domínio catalítico de RipA e realizar a triagem de compostos β-lactâmicos contra o domínio transpeptidase de PonA1. Por meio da produção de proteínas recombinantes e do emprego de técnicas biofísicas prosseguiu-se com o estudo das enzimas-alvo, bem como das interações proteína:proteína e proteína:ligante. O trabalho notou alterações estruturais na construção ativa de RipA, identificou 11 ligantes contra a endopeptidase e apresentou dados preliminares da interação RipA:RpfB. Este estudo conclui que a ativação proteolítica de RipA resulta em alterações conformacionais da enzima que podem levar à formação de uma estrutura quaternária, sugerindo uma nova hipótese para o controle da atividade enzimática de RipA. Este também é o primeiro trabalho que identificou moléculas com potencial para o desenvolvimento dos primeiros compostos líderes inibidores das enzimas Rip em micobactérias.

Tuberculosis is the world's deadliest infection caused by a single infectious agent, the bacillus Mycobacterium tuberculosis. The increasing in resistance and the current global burden of tuberculosis highlight the need for drug discovery and the search for novel treatment regimens. The components of macromolecular complexes in the control of cellular growth and division in mycobacteria have emerged as interesting targets for novel anti-tuberculosis agents. In this study, we propose to study the role of protein-protein interactions in the control of peptidoglycan biosynthesis during mycobacteria cell cycle. The hypothesis is that the penicillin-binding protein PonA1 and the peptidoglycan hydrolase RpfB compete for the same site of interaction with the endopeptidase RipA. These interactions suggest a post-translational mechanism regulating peptidoglycan synthesis and remodelling in mycobacteria. Furthermore, RipA and PonA1 are attractive targets for the development of new anti-tuberculosis drugs because they are essential for growth and cell separation, respectively. Thus, the study aims to elucidate the three-dimensional structure of the active conformation of RipA and also to obtain RipA:RpfB and RipA:PonA1 complexes. Moreover, in this work we also propose to apply the fragment-based drug discovery strategy against the catalytic domain of RipA and to screen β-lactam compounds against the transpeptidase domain of PonA1. Through the production of recombinant proteins and the use of biophysical techniques, the study of the target enzymes were performed, as well as the research on protein:protein and protein:ligand interactions. The work noted structural alterations in the active conformation of RipA and identified 11 ligands against the endopeptidase. We also presented preliminary data on RipA:RpfB interaction. This study concludes that proteolytic activation of RipA results in conformational alterations of the enzyme and may lead to the formation of a quaternary structure, suggesting a new hypothesis for the control of RipA enzymatic activity. This is also the first work that identified active molecules with potential for the development of the first leading-compounds inhibiting Rip enzymes from mycobacteria.