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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8435
Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo in silico de inibidores da glicogênio sintase quinase 3 beta (GSK-3beta)
Other Titles: In silico study of glycogen synthase kinase 3 beta (GSK-3beta) inhibitors
Autor: Ribeiro, Maira 
Primeiro orientador: Melo, Eduardo Borges de
Primeiro coorientador: Zanchi, Fernando Berton
Primeiro membro da banca: Rosa, Mauricio Ferreira da
Segundo membro da banca: Paula, Fávero Reisdorfer
Terceiro membro da banca: Melo, Eduardo Borges de
Resumo: A Doença de Alzheimer (DA) é a principal causa de demência no mundo, caracterizada pelo acúmulo de placas β-amiloides (Aβ) e pela formação de emaranhados neurofibrilares intracelulares. A enzima GSK-3β desempenha papel central nesses processos, configurando-se como um alvo promissor para o desenvolvimento de novas terapias. Diante das limitações dos tratamentos disponíveis, empregou-se metodologias de planejamento de fármacos auxiliadas por computador (CADD), incluindo modelos de Relação Estrutura–Atividade Quantitativa (QSAR), triagem virtual por similaridade 2D e abordagens baseadas na estrutura do alvo. Foram desenvolvidos modelos QSAR a partir de 60 derivados de pirazolona descritos como inibidores da GSK-3β, os modelos foram obtidos através de duas abordagens: i) a partir de SMILES (descritores 1D/2D, via AlvaDesc/OCHEM) e ii) a partir de estruturas otimizadas por DFT (descritores eletrônicos, topológicos e geométricos, via Dragon 6.0). Estas abordagens resultaram em dois modelos principais: D1, com 12 descritores (R² = 0,908; Q²LOO = 0,855), e O1, com 10 descritores (R² = 0,874; Q²LOO = 0,808). Ambos passaram por validações interna e externa, apresentando robustez, significância estatística e boa capacidade preditiva. A triagem virtual por similaridade 2D (realizada com SwissSimilarity) resultou em 9.343 compostos, posteriormente reduzidos a 16 hits com base no coeficiente de Tanimoto. Paralelamente, a triagem por docking molecular (PyRx) levou à seleção de 28 compostos que foram submetidos a docking por consenso (GOLD), dos quais 3 foram selecionados e submetidos à dinâmica molecular. Os modelos QSAR, foram aplicados aos compostos provenientes da similaridade 2D para predição da atividade biológica. A avaliação farmacocinética (realizada através do gráfico BOILED-Egg) dos 19 compostos selecionados em conjunto com as demais análises, reforçou a escolha de 2 candidatos promissores, o composto J e o composto 7178171, com potencial de permeação da barreira hematoencefálica. Os resultados evidenciam o potencial das abordagens in silico na identificação de inibidores promissores da GSK-3β, contribuindo para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para a DA.
Abstract: Alzheimer's disease (AD) is the leading cause of dementia worldwide and is characterized by the accumulation of β-amyloid (Aβ) plaques and the formation of intracellular neurofibrillary tangles. The enzyme GSK-3β plays a central role in these processes, making it a promising target for the development of new therapies. Given the limitations of currently available treatments, computer-aided drug design (CADD) methodologies were employed, including Quantitative Structure–Activity Relationship (QSAR) modeling, 2D similarity-based virtual screening, and structure-based drug design approaches. QSAR models were developed from a dataset of 60 pyrazolone derivatives described as GSK-3β inhibitors. The models were generated using two different approaches: (i) based on SMILES representations (1D/2D descriptors, via AlvaDesc/OCHEM) and (ii) based on DFT-optimized structures (electronic, topological, and geometric descriptors, via Dragon 6.0). These approaches resulted in two main models: D1, containing 12 descriptors (R² = 0.908; Q²LOO = 0.855), and O1, containing 10 descriptors (R² = 0.874; Q²LOO = 0.808). Both models underwent internal and external validation, demonstrating robustness, statistical significance, and good predictive performance. 2D similarity-based virtual screening (performed using SwissSimilarity) yielded 9,343 compounds, which were subsequently reduced to 16 hits based on the Tanimoto coefficient. In parallel, molecular docking screening (performed with PyRx) led to the selection of 28 compounds, which were subjected to consensus docking (GOLD); among these, three were selected for molecular dynamics simulations. The QSAR models were applied to the compounds obtained from 2D similarity screening to predict their biological activity. Pharmacokinetic evaluation (performed using the BOILED-Egg model) of the 19 compounds selected in conjunction with the other analyses, the results reinforced the selection of two promising candidates, compound J and compound 7178171, both showing potential to permeate the blood–brain barrier. These results highlight the potential of in silico approaches for identifying promising GSK-3β inhibitors, contributing to the development of new therapeutic strategies for AD.
Keywords: Doença de Alzheimer (DA)
GSK-3β
QSAR
Docking molecular
Dinâmica molecular
Alzheimer’s disease (AD)
Molecular docking
Molecular dynamics
CNPq areas: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Química
Campun: Toledo
Citation: RIBEIRO, Maira. Estudo in silico de inibidores da glicogênio sintase quinase 3 beta (GSK-3beta). 2026. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2026.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8435
Issue Date: 4-Mar-2026
Appears in Collections:Mestrado em Química (TOL)

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