In silico analysis of a therapeutic target in Leishmania infantum: the guanosine-diphospho-D-mannose pyrophosphorylase

Parasite. 2012 Feb;19(1):63-70. doi: 10.1051/parasite/2012191063.

Abstract

Leishmaniases are tropical and sub-tropical diseases for which classical drugs (i.e. antimonials) exhibit toxicity and drug resistance. Such a situation requires to find new chemical series with antileishmanial activity. This work consists in analyzing the structure of a validated target in Leishmania: the GDP-mannose pyrophosphorylase (GDP-MP), an enzyme involved in glycosylation and essential for amastigote survival. By comparing both human and L. infantum GDP-MP 3D homology models, we identified (i) a common motif of amino acids that binds to the mannose moiety of the substrate and, interestingly, (ii) a motif that is specific to the catalytic site of the parasite enzyme. This motif could then be used to design compounds that specifically inhibit the leishmanial GDP-MP, without any effect on the human homolog.

Les leishmanioses sont des parasitoses tropicales et subtropicales pour lesquelles les traitements classiques (i.e. antimoniés) sont toxiques et présentent des problèmes de résistance. Dans ce contexte, il est nécessaire de trouver de nouvelles séries chimiques ayant une activité antileishmanienne. Ce travail consiste à analyser la structure d’une cible validée chez Leishmania : la GDP-mannose pyrophosphorylase (GDP-MP), une enzyme impliquée dans la glycosylation et essentielle à la survie du stade amastigote. En comparant les modèles 3D par homologie des GDP-MP humaine et de L. infantum, nous avons identifié (i) un motif d’acides aminés commun qui interagit avec la partie mannose du substrat et (ii) un motif spécifique au site catalytique de l’enzyme du parasite. Ce motif pourrait être utilisé pour concevoir des composés qui inhibent spécifiquement la GDP-MP leishmanienne, tout en n’ayant aucun effet sur l’homologue humaine.

MeSH terms

  • Amino Acid Motifs
  • Amino Acid Sequence
  • Animals
  • Antiprotozoal Agents / chemistry
  • Antiprotozoal Agents / pharmacology*
  • Antiprotozoal Agents / therapeutic use
  • Consensus Sequence
  • Dogs
  • Drug Design*
  • Glycosylation
  • Guanosine Diphosphate Mannose / chemistry
  • Guanosine Diphosphate Mannose / metabolism
  • Host-Parasite Interactions
  • Humans
  • Leishmania infantum / drug effects
  • Leishmania infantum / enzymology*
  • Leishmaniasis, Visceral / drug therapy
  • Models, Molecular
  • Molecular Conformation
  • Nucleotidyltransferases / antagonists & inhibitors
  • Nucleotidyltransferases / chemistry*
  • Nucleotidyltransferases / metabolism
  • Sequence Alignment
  • Species Specificity

Substances

  • Antiprotozoal Agents
  • Guanosine Diphosphate Mannose
  • Nucleotidyltransferases
  • mannose 1-phosphate guanylyltransferase