resumo artigo Q M

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Instituição: Faculdade Estácio de Sá 
Aluno: Natalia de Almeida Lima
Disciplina: Química Medicinal 
Professor: Thaisa Moreira de Matos
CARVALHO, Ivone et al. Introdução a modelagem molecular de fármacos no curso experimental de química farmacêutica. Química Nova, v. 26, n. 3, p. 428-438, 2003Tradução . . Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/qn/v26n3/15672.pdf. Acesso em: 02 jun. 2023.
Resumo:
O presente artigo desenvolvido pelos autores Ivone Carvalho*, Mônica T. Pupo, Áurea D. L. Borges e Lílian S. C. Bernardes, ambos do Departamento de Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, teve como palavras-chaves: modelagem molecular; análise conformacional; relação estrutura-atividade. 
Segundo os autores, a modelagem molecular é uma ferramenta importante no planejamento de fármacos e é muito útil para prever a atividade biológica de uma biblioteca de compostos. Os autores pontuam que os estudos clássicos de relação estrutura-atividade (REA) exigiam a síntese de diversos análogos, estruturalmente relacionados a um composto protótipo, e a realização de sucessivos testes de atividade biológica. Com o avanço da tecnologia, a disponibilidade de programas computacionais de química e os bancos de dados em rede são, atualmente, ferramentas fundamentais para a descoberta e planejamento de fármacos. Estas informações permitem uma análise rápida da atividade biológica versus propriedades físico-químicas de uma série de moléculas de interesse. Novos agentes terapêuticos podem ser desenvolvidos pela análise de dados teóricos de estrutura-atividade de forma tridimensional, obtidos por técnicas recentes de modelagem molecular. as técnicas tradicionais de modificação molecular e REA são, ainda, importantes na descoberta de novos fármacos, no entanto, são dispendiosas e requerem extenso período de investigação, eventualmente bem sucedido.
O objetivo de pesquisa desse artigo é descrever uma abordagem prática de modelagem molecular como uma ferramenta poderosa para estudar relações estrutura-atividade de drogas, incluindo alguns antibacterianos, hormônios, agentes colinérgicos e adrenérgicos, através de desenhos e estruturas 3D, para realizar análises conformacionais e moleculares. Assim, podendo comparar os medicamentos com atividade farmacológica semelhante sobrepondo uma estrutura sobre a outra e avaliando a geometria e as propriedades físicas.
O objetivo geral do presente artigo “Introdução à modelagem molecular de fármacos no curso experimental de química farmacêutica” é proporcionar a visualização tridimensional e realizar a análise conformacional de fármacos; analisar o tamanho e formato do grupo farmacofórico; verificar a importância da natureza e grau de substituição de grupos funcionais; observar os aspectos estereoquímicos dos fármacos e sua relação com a atividade biológica; relacionar a estrutura e as propriedades físicas de uma mesma série de fármacos; predizer os mecanismos moleculares envolvidos na ação dos fármacos.
A metodologia de pesquisa do trabalho foi feita de forma quantitativa pois o trabalho apresenta, em sua parte inicial, os métodos e recursos computacionais, representação estrutural correta e visualização tridimensional de fármacos; em seguida, mostra o emprego de modelagem molecular na determinação teórica das propriedades físico-químicas e comparação dos dados obtidos da classe de colinérgicos e adrenérgicos, com ação no sistema nervoso autônomo. Esta abordagem contempla, de forma significativa, a integração de conhecimentos teórico-práticos voltados ao estudo da relação estrutura-atividade de fármacos e procura contribuir na elaboração de tópicos para implementação de cursos práticos de Química Farmacêutica.
Os principais resultados obtidos através dos programas de desenho de moléculas bidimensionais disponíveis e de fácil utilização, como ChemWindow, Isis Draw e ChemDraw. Foram feitas análises de moléculas e comparações, onde os alunos aprenderam as funções dos programas e empregar corretamente no experimento. Os alunos desenharam as moléculas e visualizaram seu formato em 3D. A representação estrutural tridimensional dos fármacos nos programas computacionais e a construção de modelos moleculares foram importantes para o aprendizado das características geométricas e moleculares essenciais para a atividade biológica de algumas classes de fármacos. Esta primeira etapa de atividade procurou reunir conhecimentos fundamentais de Química Orgânica, como estereoquímica, reatividade e nomenclatura, para entendimento da relação estrutura-atividade de fármacos. 
Os processos de minimização de energia e dinâmica molecular foram explorados visando à obtenção de estruturas mais estáveis, no sentido de corrigir eventuais distorções moleculares, decorrentes da geração de ligações com comprimentos, ângulos e ângulos diédricos desfavoráveis. O gráfico permitiu concluir qual a conformação mais estável de ACh e a correspondente alteração do perfil de energia estérica, após a introdução de grupo metila na cadeia principal, gerando a molécula de S-(+)-metacolina, com reconhecida ação muscarínica seletiva. As atividades práticas de modelagem molecular envolveram o uso de química computacional como ferramenta direcionada ao estudo das características e propriedades dos fármacos colinérgicos e adrenérgicos. Os estudos teóricos de relação estrutura-atividade e exploração do grupo farmacofórico de fármacos do sistema nervoso autônomo foram complementados realizando comparação estrutural do substrato com seus correspondentes agonistas e antagonistas nos programas de modelagem molecular.
O momento dipolar, calculado para os fármacos colinérgicos e adrenérgicos, traduz o caráter polar das diversas moléculas, uma vez que representa a somatória de vetores das forças de polarização exercida pelos grupos funcionais presentes. Diversos métodos de cálculo teórico do momento dipolar estão disponíveis no programa molecular Modeling Pro, como Del Re modificado que considera a contribuição adicional de ligação pi, PEOE (“Partial equalization of orbital electronegativity’), capaz de considerar as contribuições das ligações sigma e pi e MPEOE, relacionado ao método PEOE melhorado. Os valores mostrados na Tabela 2 correspondem aos cálculos obtidos com o método MPEOE. Na classe dos compostos do sistema colinérgico foi possível comprovar o maior caráter polar de suxametônio (21), antagonista colinérgico nicotínico, em relação à atropina (19) e propantelina (20), antagonistas colinérgicos muscarínicos. Os fármacos agonistas metacolina (13) e acetilcolina (12) apresentaram polaridades semelhantes, com valores intermediários em relação às duas classes de antagonistas.
Concluiu-se que as atividades práticas envolvendo Modelagem Molecular foram executadas com êxito pelos alunos. No início dos trabalhos propostos os recursos dos programas (Chemdraw6, Chem3D7, MolecularModeling Pro9 e ChemSite16) foram demonstrados com tutoriais e folhetos explicativos. Em um primeiro momento houve certa dificuldade em correlacionar os dados obtidos com a atividade biológica, no entanto, a integração do curso teórico com o prático proporcionou melhor entendimento dos tópicos de relação estrutura-atividade de fármacos. Os relatórios apresentados durante o curso demonstraram certo amadurecimento, com maior sedimentação dos conhecimentos e melhor comunicação científica. Na avaliação interna do curso prático, 86% dos alunos responderam que os programas usados foram convenientes para o seu aprendizado; quando questionados sobre o grau de dificuldade dos trabalhos, 53% acreditaram que este foi compatível com o conteúdo apresentado e 28% responderam que apenas parcialmente.