53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Físico-Química

TÍTULO: ESTUDO TEÓRICO DA RELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE DE COMPOSTOS DERIVADOS BENZIMIDAZÓLICOS COM ATIVIDADE TRICOMONOCIDA

AUTORES: Henriques, S.V.C. (UNIFAP) ; Picanço, L.C.S. (UNIFAP) ; Lobato, C.C. (UNIFAP) ; Vieira, J.B. (UNIFAP) ; Santos, L.D. (UNIFAP) ; Silva, J.O. (UNIFAP) ; Hage-melim, L.I.S. (UNIFAP) ; Santos, C.B.R. (UNIFAP)

RESUMO: Trichomonas vaginalis é um protozoário parasita que habita o trato urogenital de homens e mulheres, infectando milhões de pessoas em todo o mundo. O tratamento pode ser realizado com os quimioterápicos nitroimidazólicos, metronidazol ou tinidazol. Porém existe uma necessidade para o desenvolvimento de novas intervenções ou estratégias para o controle de desta doença. O estudo de propriedades fisico-quimicas utilizando quimica quântica é importante para prever o comportamento químico de moléculas e, consequentemente, a sua atividade biológica. Este estudo teve como objetivo determinar propriedades fisico- químicas, relacionando estas em um estudo de estrutura-atividade para uma maior compreensão da ação dos derivados benzomidazólicos com seus receptores que promovem sua ação tricomonocida.

PALAVRAS CHAVES: Trichomonas vaginalis; Derivado benzomidazólicos; Quimica medicinal

INTRODUÇÃO: Trichomonas vaginalis é um protozoário flagelado parasita extracelular que habita o trato urogenital de homens e mulheres, infectando mais de 170 milhões de pessoas em todo o mundo. Mais recentemente, a infecção com este parasita tem sido associada com o aumento da susceptibilidade aos vírus da imunodeficiência humana, o câncer do colo do útero e câncer de próstata agressivo (RYAN et al., 2011). A resistência ao metronidazol, a única droga aprovada para o tratamento da tricomoníase, aumenta a necessidade de desenvolvimento de novas intervenções ou estratégias para o controle de desta doença (SHAH et al., 2002). O estudo de propriedades fisico-quimicas utilizando quimica quântica é importante para prever o comportamento químico de moléculas e, consequentemente, a sua atividade biológica em diversas situações de reatividade (SANTOS et., 2009). Dois métodos principais ab initio e semi-empiricos, fornecem parâmetros quânticos e possuem aplicação em química computacional, através desses métodos obtêm-se uma série de descritores moleculares o que possibilita a identificação de muitas propriedades das moléculas e suas interações (CORRÊA et al, 2010). Descritores moleculares são o resultado de um procedimento lógico e matemático que transforma informações químicas em uma importante ferramenta de predição das propriedades moleculares, fornecendo subsídios sobre a natureza físico-química da atividade em estudo. Os descritores traduzem propriedades estereoeletrônicas que possibilitam o estudo de relação estrutura - atividade de uma série de compostos (CORRÊA et al., 2010). Neste trabalho propomos estudar derivados benzimidazólicos com atividade tricomonocida usando química quântica e técnicas computacionais.

MATERIAL E MÉTODOS: As 15 moléculas estudadas neste estudo, retiradas do trabalho de Cormanich em 2012 onde analisou 70 moléculas de derivados benzimidazólicos com atividade tricomonicida, foram desenhadas e pré-otimizadas no software Hyperchem (CHEMPLUS, 2000) através de cálculos de mecânica moleclar (MM+), corigindo distorções, até uma conformação tridimensional mais estável. Com o programa Gaussian 03 (FRISCH et al, 2003) foram realizados a otimização das moléculas e cálculos teóricos semi-empíricos. O método quântico AM1 foi utilizado para calcular um conjunto de descritores moleculares para os compostos em estudo. Em seguida, foram analisados pelo método de reconhecimento padrão PCA (Análise de Componentes Principais). Este método promove a redução da dimensão dos dados originais facilitando a visualização de informações importantes em um número menor de componentes principais. O software Molekel (PLUKIGER, 2001) foi utilizado para a obtenção dos orbitais HOMO e LUMO, assim como o Mapa de Potencial Eletrostático Molecular (MEP), principais descritores moleculares associados com a atividade biológica de cada molécula. Em seguida utilizou-se o programa Pirouette 3.10 (INFOMETRIX, 2001) para realizar a correlação dos descritores com a atividade biológica de cada molécula. Com o software Statistic 7.0 (STATISOFT, 2000) realizou-se a análise estatistica destes descritores através do método de regressão múltipla.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O mapa do potencial eletrostático molecular (MEP) é um dos descritores mais utilizados nos estudos que revela o tamanho molecular total e a localização dos potenciais eletrostáticos na molécula. Estes parâmetros eletrônicos são um dos principais fatores que agem na interação fármaco-receptor, ou seja, onde a molécula do fármaco doa elétrons, ou onde recebe elétrons, para formar as ligações com os receptores. Os MEPs dos 15 derivados bezimidazólicos estudados são mostrados na Figura 1. A energia dos orbitais de fronteira, que envolvem os orbitais HOMO e LUMO são descritores químico-quânticos bastante utilizados que desempenham um papel importante nas reações químicas e na formação de diversos complexos de transferência de cargas (SANT’ANNA, 2002). A energia do HOMO mede o caráter elétron-doador e está relacionada ao potencial de ionização de uma molécula e a sua reatividade como nucleófilo. Os orbitais HOMO das moléculas estudadas são mostrados na Figura 2. Neste estudo as moléculas 8 e 12 apresentaram melhor atividade biológica, cujos valores de concentração inibitória foram de 5,27 e 4,26 respectivamente. Quanto menor o valor da concentração inibitória, melhor será a atividade biológica do composto, devido ser necessária uma menor quantidade do fármaco para atingir seu efeito terapêutico, sem extrapolar para doses tóxicas. Ao realizar a correlação dos descritores com a atividade biológica, 5 descritores (Entalpia; Correção termal para energia livre de gibbs; EHOMO, ELUMO, GAP) apresentaram um valor acima de 0,3, ou seja, apresentaram alta relevância para a atividade biológica. Em seguida realizou-se a análise de regressão múltipla para estes descritores selecionados resultando em R igual a 97% e R2 ajustado de 93%.

Figura 1.

Mapas de Potencial Eletrostático (MEP) dos derivados benzimidazólicos com atividade tricomonocida estudados

Figura 2.

Orbitais Moleculares de Maior Energia Ocupado (HOMO) dos derivados benzimidazólicos com atividade tricomonocida estudados

CONCLUSÕES: A química medicinal é uma importante ferramenta para investigação dos componentes moleculares que influenciam na interação fármaco-receptor, assim como desvendar o mecanismo que é realizado, racionalizando o desenvolvimento de novos fármacos. Os métodos computacionais utilizam fundamentos químico-quânticos que possibilitaram a obtenção de descritores - Entalpia; Correção termal para energia livre de gibbs; HOMO, LUMO e GAP - que apresentam alto potencial de relevância para os compostos benzimidazólicos com atividade tricomonocida.

AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Modelagem e Química Computacional (LMQC). Universidade Federal do Amapá.

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