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Métodos de Química
Computacional
Professora: Melissa Soares Caetano
Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Química
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Mecânica Molecular
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Mecânica Molecular
Refere-se ao uso da mecânica Newtoniana
para modelar sistemas
Trata a molécula como um conjunto de esferas
ligadas por molas
1) Investiga grandes sistemas que são impossíveis por MQ;
2) Fácil entender
Vantagens:
Desvantagens:
1) Pode ser difícil definir os potenciais de interação;
2) Nenhuma informação sobre as propriedades eletrônicas
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Energia total
E lig E ang E E torsão E vanderwaals E eletrostática
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Mecânica Molecular
Cálculo da energia molecular depende da existência
de parâmetros no campo de força
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Modelagem molecular
Uso de diferentes teorias e programas de
computador
Criar modelos de estrutura molecular e
prever propriedades = energia
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Até década de 80, novos
compostos bioativos eram
descobertos por testes
aleatórios sem conhecimento
de interação da molécula
ligante
Mecanismo de reconhecimento molecular
receptor-ligante = aspecto central para
descoberta e planejamento de novos
compostos!
Docking - Planejamento Racional de novos
fármacos
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Uso de metodologias computacionais motivado :
1) Redução do tempo;
2) Custos menores.
Docking
Indústrias Farmacêuticas
Universidades
Empresas de biotecnologia
•Depósito de 10 patentes
•6 capítulos de livro e 2 livros
•Teses e dissertações ultrapassando a
marca de centenas
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Alvo molecular
Ou Receptor
Região de ligação
ou Sítio ativo Ligante
Docking = Ancoramento Molecular
predição do modo de ligação de uma
molécula ligante na região de ligação de um
alvo molecular
quantificação da afinidade de ligação
receptor-ligante
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Agonista natural = Chave original
Agonista modificado = Chave modificada
Tipos de ligantes
Antagonista = Chave falsa
Apesar de ter acesso não abre a porta
Tanto “chave” quanto “fechadura” são flexíveis
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Etapas do desenho racional de
novos compostos usando docking
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Identificação do alvo molecular
Proteína relacionada a doença para qual se
deseja tratamento
Função pode ser ativada ou bloqueada
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Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Estrutura 3D
Bancos de acesso público
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Visualização do alvo molecular
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Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Triagem computacional
Possíveis tratamentos anti-hipertensivos
Diuréticos
Tiazidas
Vasodilatadores
Hidralazina
Inibidores da enzima
conversora de
angiostensina
Captopril
Enalapril
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Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Docking
Identificar :
1) conformação do ligante
2) afinidade de ligação receptor-ligante
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Visualização do ligante
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Sítio de ligação do ligante
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Análise conformacional
Nem sempre molécula desenhada inicialmente
estará em sua conformação de menor energia
Pesquisa necessária para encontrar
conformação bioativa
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CAETANO, M.S. et al Current Bioactive Compounds, 2008
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Diferença conformacional
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Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Modificações estruturais
Identificação de grupos farmacofóricos
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Interação fármaco-receptor
![Page 28: Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências ...professor.ufop.br/sites/default/files/melissadequi/files/docking_0.pdf · Interação fármaco-receptor . Etapas do desenho](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060310/5f0a94207e708231d42c52c3/html5/thumbnails/28.jpg)
Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais
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Testes in vitro e in vivo
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Etapas do desenho racional de
novos compostos
Doença Identificação do alvo molecular
Estrutura 3D
(Raios X,RMN, Modelagem comparativa)
Triagem computacional
Docking dos compostos
selecionados
Testes in vitro e in vivo
Testes clínicos
Modificações
estruturais