Inibição enzimática promovida por Pontos Quânticos de Carbono e Géis Poliméricos aplicados à elucidação Estereoquímica de produtos naturais: abordagens emergentes direcionadas à Química Medicinal

Abstract

O presente trabalho é composto por dois temas distintos; contudo, ambos se dedicam a aplicações na química medicinal. O primeiro capítulo apresenta um estudo da inibição enzimática da tripsina com pontos quânticos de carbono (CQDs) derivados das proteínas concanovalina A (Con A) e albumina (BSA). Nesse contexto, CQDs apresentam propriedades estruturais que facilitam a entrada nas células e a modulação da atividade enzimática.O método de supressão de fluorescência foi utilizado para caracterizar a interação. As constantes de Stern-Volmer (Ksv) obtidas em diferentes temperaturas mostram a redução dos valores de Ksv com o aumento de temperatura, caracterizando um mecanismo estático e formação de complexos CQD-Tripsina. Os parâmetros termodinâmicos indicaram uma interação principalmente eletrostática de estabilização dos complexos (ΔH < 0 e ΔS > 0). As medições da cinética enzimática e o perfil dos gráficos de Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk confirmaram a inibição não-competitiva para o CQD-Conv A, onde o valor de Km permaneceu constante e Vmax diminuiu. Nesse mecanismo, o CQD tem afinidade tanto pela enzima livre quanto complexada com o substrato. Por outro lado, O CQD-BSA apresentou inibição competitiva, com a afinidade pelo sítio ativo, com efeito o valor de Km aumentou e Vmax permaneceu constante. Os inibidores mostraram uma afinidade superior a pequenas moléculas, com constantes de dissociação (Ki) na ordem de grandeza de10-6 a 10-9, respectivamente. O segundo capítulo se direciona a aplicabilidade na elucidação da estereoquímica de produtos naturais, uma classe de compostos com elevada complexidade estrutural, lembrando que o aumento dos centros quirais nos produtos naturais pode lhes conferir melhor biodisponibilidade e uma interação mais específica com o receptor, por isso é de suma importância à determinação da estrutura tridimensional. Nessa perspectiva, uma ferramenta anisotrópica de ressonância magnético nuclear (RMN), denominada acoplamento dipolar residual (RDC) é apresentada. O desenvolvimento de meios de alinhamento para RMN de alta resolução é um campo em ascensão. Neste trabalho, uma versão quimicamente reticulada de poliestireno intumescido em piridina-d5 compatíveis com tolueno-d8 e CDCl3, forneceu géis reversivelmente compressíveis mecanicamente como meio de alinhamento fraco de RMN. A compressão do gel levou a uma constante de acoplamento quadrupolar no solvente deuterado (CDCl3) de 55 Hz. A brucina, um produto natural com seis estereocentros foi utilizada como molécula teste para validar o método. Medições precisas de onze acoplamentos próton-carbono a uma ligação (1DCH) RDCs foram obtidos através do espectro de HSQC acoplados em F2 com valores na faixa de -20,7 a 10,6 Hz. O ajuste dos RDCs experimentais com as estruturas dos treze diasteoisômeros da brucina foi realizado utilizando a ferramenta matemática SVD no programa MSpin. Para estrutura correta, o método apresentou um bom ajuste, com um RMSE escalado (fator Q) de 0,088 (RMSE = 1,0 Hz).