Estudo Da Modelagem Molecular Em Bioativos

RESUMO

Todo tipo de estudo que envolve a aplicação de modelos teóricos utilizando os conceitos de átomo e molécula na descrição de estrutura e propriedades de interesse em química pode ser classificado como modelagem molecular.

Este trabalho tem como objetivo principal mostrar uma introdução aos principais métodos usados em cálculos de modelagem molecular aplicados no planejamento de compostos bioativos.

É feita uma descrição dos métodos utilizados em estudos de modelagem molecular, assim como todas suas características importantes. É discutido como estes métodos podem ser aplicados para determinação da estrutura molecular e de propriedades decorrentes destes compostos e qual a melhor escolha de acordo com o problema a ser abordado.

Palavras-chave: modelagem molecular, métodos, bioativos

ABSTRACT

Any type of study that involves the application of theoretical models using the concepts of atom and molecule in the description of the structure and properties of interest in chemistry can be classified as molecular modeling.

This paper aims to show an introduction to the main methods used in molecular modeling calculations applied in the design of bioactive compounds.

A description of the methods used in molecular modeling studies is made, as well as all its important characteristics. We discuss how these methods can be applied to determine the molecular structure and resulting properties of these compounds and which is best according to the problem being addressed.

Keywords: molecular modeling methods, bioactive

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.............................................................................................06

2 MODELOS...................................................................................................09

2.1 Métodos Clássicos.......................................................................................09

2.1.1 Mecânica molecular................................................................................09

2.1.2 Dinâmica molecular................................................................................09

2.2 Métodos Quânticos......................................................................................10

2.2.1 Métodos ab-initio.....................................................................................11

2.2.2 Métodos semi-empíricos.........................................................................12

2.2.3 Funcional de densidade..........................................................................13

2.2.4 Análise Populacional...............................................................................14

2.3 Métodos comparativos.................................................................................14

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS.........................................................................16

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................18

INTRODUÇÃO

A aplicação de métodos computacionais no estudo e no planejamento de compostos bioativos tem se tornado uma prática rotineira nos dias atuais. Do ponto de vista do planejamento, é importante destacar que, quando se fala do uso da modelagem molecular, não se pretende chegar a uma molécula bioativa simplesmente através do uso de programas de computador. O processo de desenvolvimento dessas moléculas, devido à sua complexidade, envolve necessariamente o trabalho de uma equipe multidisciplinar, que emprega um grande conjunto de métodos computacionais de modo sistemático de forma a facilitar e otimizar o processo de desenvolvimento de compostos bioativos, em uma constante troca de informações com grupos de síntese química e avaliação da atividade destes compostos.

Esses métodos computacionais podem ser usados como ferramentas do planejamento racional de compostos bioativos, assim chamado porque é orientado por uma hipótese racional sobre o mecanismo de ação destes compostos. A ação das moléculas bioativas é um fenômeno bastante complexo, mas um dos paradigmas da química medicinal é que essas moléculas têm seus efeitos associados a interações ou até reações químicas com estruturas macromoleculares presentes no sistema vivo, proteínas, na sua grande maioria. Caso estas proteínas sejam receptores celulares, as moléculas bioativas são classificadas como agonistas ou antagonistas de receptores; no caso das enzimas, estas moléculas atuamcomo inibidores enzimáticos. O estabelecimento de interações intermoleculares é fundamental para que a molécula bioativa tenha seu efeito biológico ou farmacológico. Estas interações podem ser o principal determinante da ação da molécula bioativa ou podem ser complementadas por reações envolvendo aminoácidos da proteína‐alvo, o que é característico das chamadas inibições enzimáticas irreversíveis. Neste último caso, o inibidor liga‐se covalentemente à enzima, em geral no sítio responsável pela ação catalítica. Será usado, daqui em diante, o termo bioligante para designar moléculas que têm sua atividade associada a algum tipo de interação com uma biomacromolécula.Para que as interações ou as reações que ocorrem durante a ação dos bioligantes aconteçam, deve haver complementaridade estrutural entre a molécula do bioligante e a biomacromolécula. Esta complementaridade permite o estabelecimento de interações mais ou menos específicas, como interações dipolo‐dipolo e íon‐íon, ligações hidrogênio e forças de dispersão, que contribuem para a energia de interação entre o bioligante e a biomacromolécula. É justamente neste ponto que a modelagem molecular pode dar sua contribuição para o desenvolvimento de bioligantes, pois através dela pode