Desenvolvimento de um Modelo Empírico de Predição da Atividade de Inibidores da Urease utilizando o Método Semi-Empírico PM6

Abstract

A urease é uma enzima importante para as pesquisas relacionadas com a agricultura, meio ambiente e medicina. Ela catalisa a reação de hidrólise da uréia para formar amônia e carbamato, o qual se decompõe espontaneamente, produzindo uma segunda molécula de amônia e dióxido de carbono, provocando um significativo aumento do pH da solução. Com o objetivo de desenvolver modelos de predição da atividade de inibidores da urease, estudou-se inicialmente a multiplicidade de spin da enzima, que contém dois íons Ni(II), e o estado de protonação do oxigênio localizado entre estes íons. Os resultados indicaram que o sistema é melhor representado pelo estado tripleto ou quinteto e o oxigênio localizado entre os íons de níquel provavelmente é um íon hidroxila. A partir destes resultados, a construção dos modelos se baseou em propostas da literatura sobre o uso de ciclos termodinâmicos para se calcular a energia livre de interação entre ligantes e enzimas. No presente estudo, foram combinados termos referentes à entalpia de interação entre o inibidor e a enzima, a energia livre de Gibbs necessária para o inibidor passar do meio aquoso para o interior da enzima e as perdas entrópicas devido a restrições rotacionais após a interação do mesmo com a enzima para se obter funções de correlação com constantes inibitórias (Ki) obtidas experimentalmente. A quantificação destes parâmetros para alguns derivados do ácido fosfínico da literatura nos possibilitou o desenvolvimento de um modelo para determinação da atividade com boa correlação com dados experimentais (r=0,92). Este modelo foi utilizado na predição da atividade relativa de novas dialquilfosforilidrazonas, sintetizadas pelo grupo de síntese de organofosforados da UFRRJ. Foi possível identificar quais compostos são os mais promissores da série proposta e quais fatores devem ser alterados para otimizar o perfil de inibição da urease.