Planejamento racional de tuberculostáticos com base na estrutura dos ácidos micólicos da parede celular do Mycobacterium tuberculosis - Pasqualoto, Kerly Fernanda Mesquita (2003)
Os ácidos micólicos, principais componentes da parede celular do M. tuberculosis, são alvos específicos para o planejamento de novos agentes potenciais contra a tuberculose (TB) e o estudo de seu processo biossintético é de importância fundamental no desenvolvimento de inibidores mais seletivos. À vista de tal fato, desenvolveu-se estudo utilizando técnicas de modelagem molecular (CADD) com o objetivo de contribuir para o planejamento racional de protótipos de atividade tuberculostática potencial, com base em análogos estruturais da isoniazida (INH), cujo mecanismo de ação está ligado à inibição da síntese de ácidos micólicos. Neste estudo, 37 hidrazidas, divididas em conjunto de treinamento (30 hidrazidas) e conjunto de avaliação (7 hidrazidas), submetidas ao mesmo protocolo farmacológico e com mecanismo de ação possivelmente comum ao do fármaco INH, foram investigadas por meio das técnicas de modelagem molecular (CADD): QSAR-4D IR (relação quantitativa quadridimensional entre estrutura química e atividade biológica independente do receptor) e FEFF QSAR-3D (relação quantitativa tridimensional entre estrutura química e atividade biológica com campo de força de energia livre). Na análise de QSAR-4D IR, 5.000 conformações de cada ligante foram geradas para se obter perfis de amostragem conformacional (CEP) provenientes de simulações de dinâmica molecular (DM) de 100.000 estados de trajetória registrados a cada 20 passos. Foram testados sete alinhamentos e a freqüência de ocupação de cada célula da grade (1 Å) foi computada para cada um dos sete tipos de elementos de interação farmacofórica (IPEs) para cada ligante. Estes descritores de ocupação das células da grade (GCODs) foram utilizados como variáveis independentes na construção dos modelos de QSAR-3D após o processo de redução de dados. Os modelos de QSAR-3D foram gerados e avaliados por meio de um processo de otimização que combina algoritmo genético (GA) com regressão de quadrados mínimos parciais (PLS). Na análise de FEFF QSAR-3D, utilizou-se a estrutura cristalizada da enzima enoil-acp redutase do M. tuberculosis, InhA (1zid, código de acesso no PDB), com 2,7 Å de resolução, como biomacromolécula alvo do conjunto de hidrazidas investigado. As variáveis dependentes corresponderam aos valores de concentraçõo inibitória mínima (- log MIC = pMIC) contra cepas de M. tuberculosis var. bovis à temperatura de 310 K (37 °C). As variáveis independentes dos modelos de QSAR-3D (descritores) consistem em termos de energia classificados utilizando campo de força AMBER combinado a um modelo de solvatação \"hydration shell\". Outros descritores como energia de HOMO e de LUMO, ClogP, momento de dipolo, volume e área superficial foram computados para o estado não-ligado dos ligantes estudados. Simulações de DM em temperaturas variadas (\"warming up\") e o método de aproximação da função genética (GFA) foram empregados utilizando regressão de quadrados mínimos parciais (PLS) e regressão linear multidimensional como funções de ajuste para desenvolver os modelos de FEFF QSAR-3D. De acordo com a análise de QSAR-4D IR, pôde-se constatar que a presença de grupos substituintes apoiares na porção acil dos ligantes diminui consideravelmente a atividade biológica. Substituintes nesta porção impediriam a interação do tipo π-stacking com a cadeia lateral do resíduo Phel49 do sítio de interação. Todavia, modificações na porção NAD dos ligantes (grupos apoiares, doadores e/ou aceptores de ligação de hidrogênio) permitiriam melhor interação com resíduos de aminoácido Tyr158, Met103, Pro193, lle194 e Thr196, Leu197, Thr17, Ser20, contribuindo à atividade biológica. Conforme a análise de FEFF QSAR-3D, o modelo selecionado apresentou como descritores que contribuem à atividade biológica a área superficial e o ClogP dos ligantes no estado não-ligado. Contudo, neste estudo, a análise de FEFF QSAR-3D foi limitada devido à natureza do sistema estudado e dos dados de atividade biológica semi-quantitativos.