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Modelagem Molecular Aplicada ao Desenvolvimento de Fármacos
Fevereiro/2017
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Formado em Farmácia-Bioquímica pela Universidade de São Paulo (2004) e Doutor em Bioquímica pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (2009). Pós-doutorado com ênfase em Bioquímica de Plantas pela ESALQ/USP ( ). Atualmente é coordenador do curso de Farmácia (desde 2008) e professor titular da Universidade Paulista (desde 2009), tendo sido professor auxiliar da mesma universidade de 2005 a Tem experiência nas áreas de Bioquímica, Fisiologia e Química, atuando principalmente nos seguintes temas: Estrutura de Biomoléculas, Bioquímica Estrutural, Metabólica e Clínica, Bioquímica e Fisiologia de Plantas, Interação Ligante- Receptor e Venenos Animais. É autor e coautor de 14 artigos científicos sobre Venenos Animais, Fisiologia e Bioquímica, além de três patentes, um capítulo de livro e um livro de Economia e Gestão Farmacêutica. Juliano Guerreiro
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Objetivos da aula Conhecer as principais metodologias em modelagem molecular. Utilizar a modelagem molecular para planejamento de fármacos.
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Modelagem Molecular Aplicada ao Desenvolvimento de Fármacos
Breve introdução à modelagem molecular: (conceito, aspectos históricos, emprego, visão geral das principais metodologias e avanços recentes) Emprego da modelagem molecular no planejamento de fármacos: estruturas moleculares tridimensionais, mecânica molecular, mecânica quântica e análise conformacional, softwares empregados , conformação bioativa e farmacoforo, pesquisa em bancos de dados de estruturas moleculares. Emprego da modelagem molecular no planejamento de fármacos: ancoragem (docking) , QSAR-3D , abordagem baseada no ligante , triagem virtual , planejamento de novo , abordagem baseada em combinação . Modelagem molecular aplicada aos estudos de farmacocinética e toxicidade: Volsurf Metodologias de CADD que auxiliam no planejamento de novos fármacos: Técnicas e estudos de CADD , Planejamento racional e CADD (computer-aided drug design) . Objetivos do planejamento de fármacos : fases de ação de fármacos e propriedades moleculares . Como selecionar o alvo .
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A característica comum de técnicas de modelagem molecular é a descrição nível atomística dos sistemas moleculares. Isso pode incluir o tratamento de átomos como a menor unidade individual (a mecânica molecular), ou explicitamente modelar elétrons de cada átomo (a abordagem química quântica).
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Mecânica molecular é um aspecto da modelagem molecular, em que se refere ao uso da mecânica newtoniana clássica para descrever a base física por trás dos modelos. Os modelos moleculares tipicamente descrevem átomos (núcleo e elétrons coletivamente) como cargas pontuais com uma massa associada. As interações entre os átomos vizinhos são descritos por interações e forças de van der Waals. As interações eletrostáticas são calculados com base na lei de Coulomb. Aos átomos são atribuídos coordenadas cartesianas no espaço ou coordenadas internas, e também pode ser atribuído velocidades em simulações de dinâmicas. As velocidades atômicas estão relacionadas com a temperatura do sistema. A expressão matemática geral é uma função potencial e está relacionada com a energia interna do sistema (L), uma quantidade termodinâmica igual à soma das energias potencial e cinética. Os métodos que minimizem o potencial de energia são conhecidas como técnicas de minimização de energia, enquanto que os métodos que modelam o comportamento do sistema, com o tempo de propagação são conhecidas como dinâmica molecular.
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O cálculo da energia potencial molecular é a soma de termos de energia que descrevem o desvio de comprimentos de ligação, ângulos de ligação e ângulos de torção, além de átomos distantes que interagem por van der Waals e interações eletrostáticas. O conjunto de parâmetros que consistem o comprimentos de ligação de equilíbrio, ângulos de ligação, os valores de carga parciais, constantes de força de van der Waals são conhecidos como um campo de força. A técnica conhecida como a minimização da energia é utilizado para encontrar as posições de inclinação zero para todos os átomos que, em outras palavras, um mínimo de energia local. Estados de energia mais baixos são mais estáveis e são comumente investigado devido ao seu papel em processos químicos e biológicos. Uma simulação de dinâmica molecular, por outro lado, calcula o comportamento de um sistema como uma função do tempo. Leva a trajetórias atômicas no espaço e no tempo. A técnica de minimização de energia é útil para obter uma imagem estática para a comparação entre os estados de sistemas similares, enquanto a dinâmica molecular fornece informações sobre os processos dinâmicos, com a inclusão dos efeitos da temperatura.
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