Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As doenÃas cardiovasculares (CVDs) compreendem um amplo espectro de doenÃas do coraÃÃo e vasos sanguÃneos (artÃrias e veias), entre as quais se incluem a doenÃa das artÃrias coronÃrias, o ataque cardÃaco, a angina, a sÃndrome coronariana aguda, o aneurisma da aorta, arritmias cardÃacas, a doenÃa cardÃaca congÃnita, a insuficiÃncia cardÃaca e a doenÃa cardÃaca reumÃtica. Entre os principias fÃrmacos que tratam as doenÃas cardiovasculares estÃo: (i) as estatinas, que atuam inibindo a 3-hidroxi-3-metilgluratil coenzima A (HMG-CoA) redutase no processo de conversÃo da HMG-CoA em mevalonato, numa das etapas da biossÃntese do colesterol. Observa-se em ensaios clÃnicos que a aÃÃo das estatinas pode diminuir os nÃveis de colesterol de baixa densidade (LDL) entre 20\% e 60\%, reduzindo os eventos coronarianos em atà 1/3 no perÃodo de cinco anos; (ii) a aspirina, com a qual hà mais de 400 preparaÃÃes nos EUA e se produz cerca de 20 mil toneladas anualmente. ApÃs mais de um sÃculo de prÃtica clÃnica, a aspirina continua sendo a droga antitrombÃtica, antitÃrmica, analgÃsica e antiproliferativa mais amplamente recomendada. Ela age bloqueando a biossÃntese de hormÃnios inflamatÃrios prostanÃides atravÃs da inibiÃÃo das enzimas ciclooxigenase COX-1 e COX-2; (iii) os anti-hipertensivos, para os quais a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) à o principal alvo (inibidores da ECA estÃo no mercado a mais de 20 anos) visando o combate das pressÃes arteriais elevadas, que provocam alteraÃÃes nos vasos sanguÃneos e na musculatura do coraÃÃo, e levam a hipertrofia do ventrÃculo esquerdo do coraÃÃo, acidente vascular cerebral, infarto do miocÃrdio, morte sÃbita, insuficiÃncias renal e cardÃaca, etc. A hipertensÃo arterial (HTA) ou hipertensÃo arterial sistÃmica (HAS), conhecida popularmente como pressÃo alta, à uma das doenÃas com maior prevalÃncia no mundo moderno. A ECA atua na regulaÃÃo da pressÃo sanguÃnea via conversÃo do decapeptÃdeo angiotensina I no potente vasopressor angiotensina II e tambÃm pela inativaÃÃo da bradicinina, sendo componente central do Sistema Renina-Angiotensina-Aldeosterona (SRAA), que controla a pressÃo sanguÃnea e tem forte influÃncia nas funÃÃes relacionadas ao coraÃÃo e os rins, bem como na contraÃÃo dos vasos sanguÃneos. Nesta tese realiza-se um estudo da bioquÃmica quÃntica de estatinas (atorvastina, rosuvastatina, cerivastatina, mevastatina, sinvastatina e fluvastatina), da aspirina/bromoaspirina e de anti-hipertensivos (captopril, enalapril, lisinopril, ramipril, trandolapril e perindopril) levando-se em conta dados cristalogrÃficos dos seus sÃtios de ligaÃÃo nas proteÃnas HMGR, COX-1 (o da aspirina foi simulado partindo-se dos dados da bromoaspirina) e ECA, respectivamente. As simulaÃÃes computacionais foram realizadas considerando-se a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) na aproximaÃÃo da densidade local (LDA) e funcional de troca e correlaÃÃo PWC, com energia de interaÃÃo entre os resÃduos das proteÃnas circunscritos ao sÃtio de ligaÃÃo de raio r e os fÃrmacos calculada atravÃs do mÃtodo de fracionamento molecular com capas conjugadas (MFCC). Os resultados obtidos para as estatinas sugerem que: (i) as mais (menos) eficazes sÃo a atorvastatina e a rosuvastatina (sinvastatina e fluvastatina), o que està de acordo com a clÃnica e valores dos seus Ãndices de concentraÃÃes inibitÃrias IC50; (ii) sÃtios de ligaÃÃo com raios de pelo menos 12 à (alÃm do raio de 9,5 à sugerido pela anÃlise estrita de dados cristalogrÃficos) devem ser considerados para que resÃduos importantes como E665, D767, e R702 sejam considerados para que as eficiÃncias das estatinas sejam corretamente explicadas. Para a aspirina/bromoaspirina utilizou-se um refinamento quÃntico de segunda ordem dos dados cristalogrÃficos para se demonstrar que a energia de ligaÃÃo de ambos com a COX-1 sÃo aproximadamente a mesma, o que explica resultados experimentais de IC50 similares. A existÃncia de resÃduos atrativos e resulsivos à destacada, mostrando-se que Arg120 à o resÃduo que mais atrai o Ãcido salicÃlico apÃs acetilaÃÃo da Ser530, seguido de Ala527, Leu531, Leu359 e Ser353; por outro lado, Glu524 à o resÃduo repulsivo mais efetivo (intensidade comparÃvel ao Arg120), nunca tendo sido antes considerado como resÃduo importante no sÃtio de ligaÃÃo da aspirina/bromoaspirina na COX-1. Finalmente, no caso dos anti-hipertensivos, obtÃm-se que à necessÃrio se considerar raios do sÃtio de ligaÃÃo de 16 à para se obter que o lisinopropil e o ramipril (trandolapril e perindopril) apresentam as maiores (menores) energias de ligaÃÃo, o que explica a maior (menor) constante de inibiÃÃo dos mesmos entre os anti-hipertensivos estudados para a ACE da Drosophila melanogaster.

COSTA, Roner Ferreira da. Bioquímica quântica das estatinas, aspirina e anti-hipertensivos. 2011. 185 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-29T22:17:20Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfcosta.pdf: 5384677 bytes, checksum: b7096c8a3fe046f09eec5640166b7cba (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-29T22:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfcosta.pdf: 5384677 bytes, checksum: b7096c8a3fe046f09eec5640166b7cba (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-29T22:18:27Z (GMT). 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Observa-se em ensaios clínicos que a ação das estatinas pode diminuir os níveis de colesterol de baixa densidade (LDL) entre 20\% e 60\%, reduzindo os eventos coronarianos em até 1/3 no período de cinco anos; (ii) a aspirina, com a qual há mais de 400 preparações nos EUA e se produz cerca de 20 mil toneladas anualmente. Após mais de um século de prática clínica, a aspirina continua sendo a droga antitrombótica, antitérmica, analgésica e antiproliferativa mais amplamente recomendada. Ela age bloqueando a biossíntese de hormônios inflamatórios prostanóides através da inibição das enzimas ciclooxigenase COX-1 e COX-2; (iii) os anti-hipertensivos, para os quais a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) é o principal alvo (inibidores da ECA estão no mercado a mais de 20 anos) visando o combate das pressões arteriais elevadas, que provocam alterações nos vasos sanguíneos e na musculatura do coração, e levam a hipertrofia do ventrículo esquerdo do coração, acidente vascular cerebral, infarto do miocárdio, morte súbita, insuficiências renal e cardíaca, etc. A hipertensão arterial (HTA) ou hipertensão arterial sistêmica (HAS), conhecida popularmente como pressão alta, é uma das doenças com maior prevalência no mundo moderno. A ECA atua na regulação da pressão sanguínea via conversão do decapeptídeo angiotensina I no potente vasopressor angiotensina II e também pela inativação da bradicinina, sendo componente central do Sistema Renina-Angiotensina-Aldeosterona (SRAA), que controla a pressão sanguínea e tem forte influência nas funções relacionadas ao coração e os rins, bem como na contração dos vasos sanguíneos. Nesta tese realiza-se um estudo da bioquímica quântica de estatinas (atorvastina, rosuvastatina, cerivastatina, mevastatina, sinvastatina e fluvastatina), da aspirina/bromoaspirina e de anti-hipertensivos (captopril, enalapril, lisinopril, ramipril, trandolapril e perindopril) levando-se em conta dados cristalográficos dos seus sítios de ligação nas proteínas HMGR, COX-1 (o da aspirina foi simulado partindo-se dos dados da bromoaspirina) e ECA, respectivamente. As simulações computacionais foram realizadas considerando-se a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) na aproximação da densidade local (LDA) e funcional de troca e correlação PWC, com energia de interação entre os resíduos das proteínas circunscritos ao sítio de ligação de raio r e os fármacos calculada através do método de fracionamento molecular com capas conjugadas (MFCC). Os resultados obtidos para as estatinas sugerem que: (i) as mais (menos) eficazes são a atorvastatina e a rosuvastatina (sinvastatina e fluvastatina), o que está de acordo com a clínica e valores dos seus índices de concentrações inibitórias IC50; (ii) sítios de ligação com raios de pelo menos 12 Å (além do raio de 9,5 Å sugerido pela análise estrita de dados cristalográficos) devem ser considerados para que resíduos importantes como E665, D767, e R702 sejam considerados para que as eficiências das estatinas sejam corretamente explicadas. Para a aspirina/bromoaspirina utilizou-se um refinamento quântico de segunda ordem dos dados cristalográficos para se demonstrar que a energia de ligação de ambos com a COX-1 são aproximadamente a mesma, o que explica resultados experimentais de IC50 similares. A existência de resíduos atrativos e resulsivos é destacada, mostrando-se que Arg120 é o resíduo que mais atrai o ácido salicílico após acetilação da Ser530, seguido de Ala527, Leu531, Leu359 e Ser353; por outro lado, Glu524 é o resíduo repulsivo mais efetivo (intensidade comparável ao Arg120), nunca tendo sido antes considerado como resíduo importante no sítio de ligação da aspirina/bromoaspirina na COX-1. Finalmente, no caso dos anti-hipertensivos, obtém-se que é necessário se considerar raios do sítio de ligação de 16 Å para se obter que o lisinopropil e o ramipril (trandolapril e perindopril) apresentam as maiores (menores) energias de ligação, o que explica a maior (menor) constante de inibição dos mesmos entre os anti-hipertensivos estudados para a ACE da Drosophila melanogaster.