Author(s):
Salvador, André João de Lemos Miguéis
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10284/3753
Origin: Repositório Institucional - Universidade Fernando Pessoa
Subject(s): Fluoroquinolnas; Antimicrobianos; Quinolonas; Flúor; Química computacional; Mecânica quântica; Mecânica molecular; Gatifloxacina; Sarafloxacina; Sparfloxacina; Sitafloxacina; Fluoroquinolones; Antibiotics; Quinolones; Fluorine; Computational chemistry; Quantum mechanics; Molecular mechanics; Gatifloxacin; Sarafloxacin; Sparfloxacin; Sitafloxacin
Description
Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas
O estudo da interacção fármaco-receptor baseia-se no conceito supramolecular “guest-host”, em que a tipologia dos receptores (host) assim como o fármaco (guest) devem ser analisadas. Recorrendo-se a técnicas de caracterização química computacional é possível caracterizar electrónica e estruturalmente (3D) os intervenientes na acção farmacológica, em complemento aos métodos semi-empíricos inicialmente utilizados. As técnicas citadas, consistem na análise supra-molecular e de distribuição de densidade de cargas, os quais são factores cruciais na pesquisa de novas substâncias. No campo farmacológico, a especificidade para a estrutura alvo é um aspecto essencial em ter em conta no desenvolvimento e compreensão na acção de um fármaco. Na última década, tem vindo a ser desenvolvida a química de compostos orgânicos fluorados, bem como, as características particulares que este elemento promove na ligação ao átomo de carbono. O aumento da existência de fármacos com susbstituintes fluorados deve-se ao crescente interesse e exploração por parte da indústria farmacêutica. Exemplos recentes são as fluoroquinolonas, compostos antimicrobianos sintéticos com grande potencial terapêutico. Estes são facilmente manipuláveis no sentido de melhorar a sua relação estrutura/actividade, resultando num aumento da potência nesta classe de antibióticos. As fluoroquinolonas apresentam um espectro de acção mais amplo e uma maior potência bacteriana do que os compostos que lhes deram origem (quinolonas), devido à introdução de um átomo de flúor na sua estrutura molecular. Como principais vantagens, estes compostos possuem uma melhor eficácia na penetração em células bacterianas, devido à posição do átomo de flúor em C6, assim como, são o único grupo que actua ao nível das topoisomerases sem apresentar grandes limitações na actividade antibacteriana ou na toxicidade. Neste trabalho, desenvolveu-se um estudo da influência do ião flúor nas propriedades electrónicas e estruturais em fluoroquinolonas de 3ª e 4ª gerações. Para tal, substituiu-se o ião flúor pelo átomo de hidrogénio em cinco moléculas, de forma a compreender e avaliar a importância deste ião, com recurso a programas informáticos de mecânica quântica e molecular. The study of drug-receptor interaction is based on the supramolecular concept "guest-host", where the receptor type (host) and the drug (guest) must be analyzed. Resorting to characterization techniques of computational chemistry, it is possible to characterize structurally and electronically (3D) the intervenients in the pharmacological action. In the pharmacological field, specification for the target structure is an essential aspect to take into account in developing and understanding the action of a drug. In the last decade, it has been developed the chemistry of fluorinated organic compounds, as well as the particular characteristics, that this element promotes in the C-F bond. The uprising existence of drugs with fluorinated substituents is due to the increasing interest and use by the pharmaceutical industry. Recent examples are the fluoroquinolones, synthetic antimicrobial compounds with high therapeutic potential. These are easily manipulated in order to improve its structure / activity relation, resulting in increased potency in this class of antibiotics. The fluoroquinolones exhibit a broader spectrum of activity and a greater bacterial potency than the compounds from which they originated (quinolones), due to the introduction of a fluorine atom in its molecular structure. The main advantages of these compounds are a superior effectiveness in penetration of bacterial cells, due to the position of the fluorine atom at C6, as they are the only group that acts at the level of topoisomerases without severe limitations on the toxicity. In this work, it was made a study of the influence of fluoride ion in the electronic and structural properties of fluoroquinolones in 3rd and 4th generations. A comparative study was made between the fluorinated substituent and the hydrogen substituent in five molecules, in order to understand and evaluate the importance of the fluorine on the electronic properties of the quinolones, using computer programs of molecular and quantum mechanics.
