ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Oliveira Silva, A.J. (UFRPE) ; Santos Bezerra, G. (UFRPE) ; Beatriz de Oliveira, C. (UFRPE) ; Aquino Saraiva, R. (UFRPE)
Resumo
O Lisinopril é um fármaco utilizado no tratamento da hipertenção arterial, sua função é de inibir a enzima conversora de angiotensina (ECA), cuja ação estar em catalisar a produção de angiotensina II que é umas das substâncias ligadas ao aumento da pressão arterial. Nosso trabalho consiste em evidenciar os sítios mais ativos da molécula do inibidor Lisinopril através dos índices de Fukui e dos orbitais de fronteira. Os cálculos referentes à obtenção dos orbitais de fronteira e dos índices de Fukui foram obtidos através das seguintes metodologias de química computacional: AM1, HF/STO-3G, HF/3-21G, HF/6-31G, B3LYP/3-21G e B3LYP/3-21G. Os orbitais de fronteira foram localizados sobre regiões nas quais os índices de Fukui evidenciaram como sendo locais contendo átomos de reatividades significa
Palavras chaves
Lisinopril; Reatividade; Fukui
Introdução
O Lisinopril é um inibidor da enzima conversora de angiotensina (ECA), tal enzima catalisa a produção do substrato angiontensina II um importante vasoconstritor e estimulador da aldosterona (Katzung et al., 2014). Portanto, a inibição dessa enzima torna-se fundamental para o controle da hipertenção arterial. A função de Fukui é um índice de reatividade local e nos dar informações acerca da reatividade do sistema quando o mesmo sofre perturbações pela adição ou remoção de um elétron. Altos valores de fk+ indicam o sítio onde se contém átomos aceitadores de elétrons e para altos valores de fk- são indicados sítios formados por átomos doadores de elétrons. As equações 1 e 2 nos dão os valores para os índices de Fukui, onde os termos qN são as cargas de Mulliken para um sistema neutro com N elétrons e (N+1) e (N-1) são as cargas de Mulliken após a adição e a remoção de um elétron respectivamente (Berger, 2013). fk+ = qN – q(N+1) 1 fk- = q(N-1) – qN 2 Os orbitais de fronteira também são importantes descritores de reatividade de um sistema, especificando os locais mais reativos da molécula através dos orbitais de fronteira de energia mais alto ocupados denominados de Homo e dos orbitais de fronteira de energia mais baixos desocupados chamados de Lumo. Logo, o Homo indica o caráter doador de elétrons da região onde se localiza e o Lumo indica o caráter recebedor de elétrons de sua região (Arroio, 2010).
Material e métodos
Todos os cálculos de mecânica quântica foram calculados pelo programa Gaussian 2009 e visualizados pelo Gauss View 2009. Inicialmente a estrutura do Lisinopril foi desenhada no Gauss View e em seguida o arquivo de entrada gerado foi transferido para o Gaussian 2009. As metodologias e funções de base utilizadas foram as seguintes: AM1, HF/STO-3G, HF/3-21G, HF/6-31G, B3LYP/3-21G e B3LYP/3-21G. Sendo que a geometria do passo anterior era considerada no passo seguinte e, no último passo não houve otimização, apenas a geração dos orbitais de fronteiras. Para a obtenção das cargas de Mulliken necessárias aos cálculos dos índices de Fukui foi feito um simples cálculo de energia pelo B3LYP e função de base 3-21G após os cálculos de otimização.
Resultado e discussão
No Gráfico 1, temos as variações dos índices de Fukui para cada átomo da estrutura do Lisinopril (os hidrogênios foram desconsiderados) e na Figura 1 temos os orbitais de fronteiras de mais alta energia ocupado o Homo, e o de mais baixa energia desocupado, o Lumo. Comparando-se a reatividade de certas regiões da molécula para os dois índices reativos, têm-se uma boa relação entre os dois. No gráfico nota-se que os átomos de oxigênio 1,2,3,4 e 5 apresentam altos valores para fk- indicando serem portanto bons doadores de elétrons, o que corrobora com as regiões dos orbitais de fronteira onde temos as superfícies dos orbitais Homo sobrepostas próximas a esses átomos. Observam-se também altos valores de fk+ para os átomos de carbono 25, 26 e 27 cujas superfícies dos orbitais de fronteira Lumo confirmam serem átomos aceitadores de elétrons.
Índices de Fukui para os átomos mais significativos em relação à reatividade na estrutura do Lisinopril.
Figura 1: Orbitais de fronteira de mais baixa energia ocupados (Homo) e o de mais alta energia desocupados (Lumo).
Conclusões
A partir da observação dos orbitais de fronteira e dos índices de Fukui obtidos através de cálculos oriundos da mecânica quântica obtivemos bons resultados no que diz respeito à reatividade da estrutura do Lisinopril. Os orbitais mais reativos estão localizados em regiões nas quais os índices de Fukui evidenciam como sendo regiões com altos valores de fk+ e fk-, ou seja, regiões que tem altas probabilidades de serem grandes aceitadoras ou doadoras de elétrons respectivamente.
Agradecimentos
Referências
ARROIO, A. Propriedades químico-quânticas empregadas em estudos das relações estrutura-atividade. Química Nova, São Carlos, SP, ano 33, n 3, p. 695-697, set. 2010.
GILLES, B. Using conceptual density functional theory to rationalize regioselectivity: A case study on the nucleophilic ring-opening of activated aziridines. Elsevier, Brussels, Belgian, p. 11, jan. 2013.
KATZUNG, S. B. (Org.) et al ii. Farmacologia básica e clínica. Porto Alegre: AMGH, 2014.
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