TEIXEIRA, C. S. Determinação da estrutura tridimensional de uma lectina da semente de Camptosema pedicellatum Benth por cristalografia de raios X. 2012. 87 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-10T19:13:39Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_csteixeira.pdf: 2144291 bytes, checksum: 51a622ff983208ea3d670a7e5df47779 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-01-16T20:52:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_csteixeira.pdf: 2144291 bytes, checksum: 51a622ff983208ea3d670a7e5df47779 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T20:52:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_csteixeira.pdf: 2144291 bytes, checksum: 51a622ff983208ea3d670a7e5df47779 (MD5) Previous issue date: 2012 / Letinas tem sido usadas como modelo de bases moleculares em estudo da interação e especificidade de proteína-carboidrato por serem capazes de decifrar o glicódigo de estruturas celulares. O objetivo do presente estudo foi purificar e resolver a estrutura primária completa usando espectrometria de massas tandem e a estrutura tridimensional da lectina de Camptosema pedicellatum (CPL) complexada com 5-bromo-4-cloro-3-indol-α-D-manose (X-Man) por cristalografia de raios X. CPL foi purificada em um único passo por cromatografia de afinidade. Os resultados de espectrometria de massas revelou que CPL apresenta uma combinação de cadeias com pesos de 25.298 ± 2 Da (cadeia-α), 12.835 ± 2 Da (cadeia-β) e 12.481 ± 2 Da (cadeia-γ). A estrutura cristalina resolvida da CPL apresenta uma mutação conservativa no subsítio hidrofóbico, um componente do domínio de reconhecimento a carboidrato (CDR), indicando a relevância da interação hidrofóbica no estabelecimento de interações com os carboidratos. A substituição e análise da interação da CPL com o X-Man também revelou que o efeito hidrofóbico causado por uma pequena mudança no subsítio hidrofóbico interfere na formação de pontes de hidrogênio devido a orientação espacial do grupo indol no CDR.

Neste trabalho estudamos o efeito hidrofóbico no sistema benzenoágua. Nossa estratégia é avaliar as propriedades das ligações de hidrogênio entre as moléculas de água nas proximidades da molécula e benzeno. Utilizamos as ferramentas da mecânica quântica e o método de simulação computacional para este estudo. A análise estrutural e energética detalhada dos clusters benzenoágua mostra que a ligação de hidrogênio é mais forte quando na presença do benzeno. A investigação pelo método de simulação Monte Carlo corrobora estas conclusões e ainda fornece os efeitos da variação de tempeatura. Verificamos que o aumento da temperatura afeta todas as moléculas aumentando a desordem líquida, no entanto, constatamos a manutenção de uma estrutura de ligações de hidrogênio mais fortes as proximidades do benzeno. A interação entre duas moléculas de benzeno também foi analisada, mostrando que a interação benzenobenzeno é bem mais forte na presença da água. / The hydrophobic effect is studied for the benzene-water system. The properties of the hydrogen bond between the water molecules around the benzene is evaluated using both classical and quantum mechanical methods. Hydrophobic hydration analysis shows that the hydrogen bond interaction is stronger in the presence of benzene. This is verified both by ab initio quantum mechanical methods and classical Monte Carlo simulation. Temperature dependence is investigated. Although increasing temperature increases the disorder the hydrogen bonds between the water molecules are still stronger for those in the proximities of the benzene. Hydrophobic interaction is also investigated. It is seen that the benzene-benzene interaction is stronger in the water environment.

Neste trabalho estudamos o efeito hidrofóbico no sistema benzenoágua. Nossa estratégia é avaliar as propriedades das ligações de hidrogênio entre as moléculas de água nas proximidades da molécula e benzeno. Utilizamos as ferramentas da mecânica quântica e o método de simulação computacional para este estudo. A análise estrutural e energética detalhada dos clusters benzenoágua mostra que a ligação de hidrogênio é mais forte quando na presença do benzeno. A investigação pelo método de simulação Monte Carlo corrobora estas conclusões e ainda fornece os efeitos da variação de tempeatura. Verificamos que o aumento da temperatura afeta todas as moléculas aumentando a desordem líquida, no entanto, constatamos a manutenção de uma estrutura de ligações de hidrogênio mais fortes as proximidades do benzeno. A interação entre duas moléculas de benzeno também foi analisada, mostrando que a interação benzenobenzeno é bem mais forte na presença da água. / The hydrophobic effect is studied for the benzene-water system. The properties of the hydrogen bond between the water molecules around the benzene is evaluated using both classical and quantum mechanical methods. Hydrophobic hydration analysis shows that the hydrogen bond interaction is stronger in the presence of benzene. This is verified both by ab initio quantum mechanical methods and classical Monte Carlo simulation. Temperature dependence is investigated. Although increasing temperature increases the disorder the hydrogen bonds between the water molecules are still stronger for those in the proximities of the benzene. Hydrophobic interaction is also investigated. It is seen that the benzene-benzene interaction is stronger in the water environment.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2014-10-20T17:43:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Priscilla Carolinne Bagano Vilas Boas.pdf: 1837183 bytes, checksum: 784433b804bcd85b98b7c4fdf2b6a40f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-20T17:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Priscilla Carolinne Bagano Vilas Boas.pdf: 1837183 bytes, checksum: 784433b804bcd85b98b7c4fdf2b6a40f (MD5) / FAPESB / Corynebacterium pseudotuberculosis é o agente etiológico de diversas doenças crônicas infecto-contagiosas em diferentes espécies de mamíferos, sendo a linfadenite caseosa a mais importante delas, encontrada em caprinos e ovinos. Esta patologia leva à formação de granulomas nos linfonodos superficiais e internos, e em alguns órgãos como os pulmões, fígado e baço, acarretando em diversas perdas econômicas para a caprino-ovinocultura. Neste trabalho, camundongos BALB/c foram imunizados com proteínas de um antígeno somático hidrofóbico extraído de uma linhagem virulenta de C. pseudotuberculosis. Os esplenócitos obtidos foram fusionados com células mielomatosas da linhagem SP2/0 e os hibridomas produzidos através desta fusão foram submetidos a testes de ELISA para identificação dos clones produtores de anticorpos específicos para o antígeno somático hidrofóbico. Foram selecionados quatro clones, posteriormente injetados intraperitonialmente em camundongos BALB/c, para produção de líquido ascítico. Os líquidos ascíticos foram testados por western blotting, usando o antígeno somático hidrofóbico submetido à eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) a 12,5 e 15%. Em SDS-PAGE a 12,5% todos os líquidos obtidos reconheceram duas bandas, com pesos moleculares estimados em 31 e 34 kDa e o clone 3-12C CL9A, também reconheceu uma banda com peso molecular de 19 kDa. Em SDS-PAGE a 15%, o clone 1-6G CL10 manteve o reconhecimento de apenas duas bandas de 31 e 34 kDa. Os demais apresentaram reconhecimento de outras bandas, além destas duas. Bandas proteicas com pesos moleculares similares aos aqui encontrados, já foram descritas na literatura em estudos realizados com soro de caprinos e ovinos infectados por C. pseudotuberculosis. Os anticorpos produzidos neste trabalho possuem potencial para utilização em imunoensaios, visando o aprofundamento de estudos sobre a relação micro-organismo hospedeiro, assim como a possibilidade de produção de um kit para o diagnóstico da infecção

Desenvolvemos dois modelos estatísticos para água, nos quais diferentes aspectos de sua estrutura são considerados. O modelo geométrico permite diferentes números de coordenação. Em uma aproximação de campo médio mostramos que sob pressão o modelo apresenta linha de coexistência entre fases de baixa e alta densidade, e ponto crítico. A entropia das ligações de hidrogênio tem papel fundamental na definição da inclinação da linha de coexistência. O comportamento do modelo pode estar realcionado como segundo ponto crítico da água super resfriada e com transições líquido-líquido em geral.O modelo da água quadrada é uma versão térmica do modelo do gelo, no qual considera-se a direcionalidade das ligações de hidrogênio. O modelo foi estudado na rede de Bethe e através de simulações de Monte Carlo em três situações diferentes: para a água pura e na presença de solutos polares e apolares. A água quadrada pura não apresenta transição de fase. No modelo para solvente com solutos apolares, medidas de frequência relativa de ligações e do tempo de correlação mostram que o modelo apresenta estruturação da camada de hidratação. Medidas de correlação temporal no modelo de Ising mostram comportamento oposto. Em um estudo preliminar para uma solução com solutos que realizam ligações de hidrogênio não conseguimos encontrar diagramas de coexistência com círculo fechado, para o conjunto de parâmetros utilizados, possivelmente devido à ausência de buracos. / We have developed two statistical models for water in which different features of water structure are considered. In the geometrical model different coordination numbers are present and the model allows for translational disorder. A mean-field treatment shows that under pressure the model exhibits phases of different densities and a coexistence line ending in a critical point. Entropy of the hydrogen network plays an essential role in defining the slope of the coexistence line. The model behavior might be related with the second critical point in supercooled water and to liquid-liquid transitions in general. The square water model is a thermal version of the ice model, and takes into account the directionality of the hydrogen bonds. The model was studied on a Bethe lattice and through Monte Carlo simulations, for three different situations: as pure water and in the presence of polar and apolar solutes. Pure square water does not present a phase transition. In the presence of apolar solutes, first shell square water presents ordering, as shown from comparison of relative frequency of bonds, as well as from study of time correlations. The latter was shown to present opposite behavior in case of an Ising system. In a preliminary study for a solution of hydrogen bonding solutes we were unable to find a closed loop for the sets of parameters chosen. Vacancies might need to be included.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ralpho.pdf: 2205542 bytes, checksum: 37ae4ee862cc62b72b5ed65409967739 (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Collecting data on pesticide effects on the environment and several ecosystems is a slow and costly process. Therefore, significant research efforts have been focused on developing mathematical models to predict physical, chemical or biological properties of environmental interest. The soil sorption coefficient normalized to organic carbon content (Koc) is a physicochemical key parameter used in environmental risk assessments of substances released into the environment. Thus, several logKoc prediction models that use hydrophobic parameter (logP) or the logarithm of water solubility (logS) as descriptor have been reported in the last decades. Mostly, due to the lack of reliable experimental values of logP or logS, algorithms are used to calculate such properties. Despite the availability and easiness to access several algorithms for this purpose, scientific studies do not describe the procedure adopted to choose the algorithm used in quantitative structure-property relationship (QSPR) studies. Furthermore, the strong correlation between logP and logS prevents their application in the same mathematical equation obtained by multiple linear regression method. Since the sorption process of a chemical compound in soil is related both to its water solubility and its water/organic matter partition, it is expected models that are able to combine these two properties will can record more realistic results. This doctoral dissertation consists of two scientific papers. In the first one, a study was carried out to check the influence of choosing logP algorithm on logKoc modeling. Models were constructed to relate logKoc with logP according to different freeware algorithms. All models were assessed based on their statistic qualities and predictive power. The obtained results clearly showed that an arbitrary choice of the algorithm may not result in the best prediction model. On the other hand, a good choice can lead to obtaining simple models with statistic qualities and predictive power comparable to more complex models. The second paper aims at proposing an alternative approach for logKoc modeling, using simple descriptor of solubility, here referred as logarithm of corrected solubility by octanol/water partition (logSP). Thus, models were built with this descriptor and also with logP and logS conventional descriptors, which are isolated or associated with other explicative variables of easy physicochemical interpretation. The obtained models were validated and compared to other models previously published. The results showed that the use of logSP descriptor to replace the conventional ones led to obtaining simple models with statistic qualities and predictive power that are higher than other more complex models already found in literature. / A coleta de dados relativos aos danos causados pelos pesticidas sobre o meio ambiente e seus ecossistemas é lenta e onerosa. Desta maneira, grandes incentivos têm sido destinados às pesquisas que visam à construção de modelos matemáticos para predição de propriedades físicas, químicas ou biológicas de interesse ambiental. O coeficiente de sorção no solo normalizado para o conteúdo de carbono orgânico (Koc) é um importante parâmetro físico-químico utilizado nas avaliações de riscos ambientais das substâncias lançadas no meio ambiente. Assim, vários modelos para predição de logKoc, utilizando o parâmetro hidrofóbico (logP) ou o logaritmo da solubilidade em água (logS) como descritores, têm sido publicados nas últimas décadas. Muitas vezes, em virtude da ausência de valores experimentais confiáveis de logP ou logS, são usados algoritmos para o cálculo dessas propriedades. Apesar da disponibilidade e facilidade de acesso a diversos algoritmos para tal finalidade, os artigos científicos não descrevem o procedimento adotado para escolha do algoritmo usado nos estudos QSPR. Além disto, a forte correlação entre logP e logS impede que sejam usados em uma mesma equação obtida por regressão linear múltipla. Como o processo de sorção de um composto químico no solo está relacionado tanto com sua solubilidade em água como com sua partição água/matéria orgânica, espera-se que modelos que sejam capazes de combinar essas duas informações possam gerar resultados mais realistas. Este trabalho de tese é constituído de dois artigos. No primeiro artigo, foi feito um estudo para verificar a influência da escolha do algoritmo de logP na modelagem de logKoc. Foram construídos modelos que relacionam logKoc com logP a partir de diferentes algoritmos livres disponíveis. Todos os modelos foram avaliados quanto às suas qualidades estatísticas e poder de predição. Os resultados obtidos mostraram claramente que uma escolha arbitrária deste algoritmo pode não levar ao melhor modelo de predição. Por outro lado, uma boa escolha pode conduzir à obtenção de modelos simples com qualidades estatísticas e poder de predição comparáveis a de modelos mais complexos. No segundo artigo, o objetivo foi a proposição de uma abordagem alternativa para a modelagem de logKoc, utilizando um descritor simples de solubilidade, aqui designado como logaritmo da solubilidade corrigida pela partição octanol/água (logSP). Assim, foram construídos modelos com tal descritor e também com os descritores convencionais logP e logS, isolados ou associados com outras variáveis explicativas de fácil interpretação físico-química. Os modelos obtidos foram validados e comparados com outros modelos publicados anteriormente. Os resultados mostraram que o uso do descritor logSp em substituição aos descritores convencionais conduziu à obtenção de modelos simples com qualidades estatísticas e poder de predição superiores a de outros modelos mais complexos encontrados na literatura.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ralpho.pdf: 2205542 bytes, checksum: 37ae4ee862cc62b72b5ed65409967739 (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Collecting data on pesticide effects on the environment and several ecosystems is a slow and costly process. Therefore, significant research efforts have been focused on developing mathematical models to predict physical, chemical or biological properties of environmental interest. The soil sorption coefficient normalized to organic carbon content (Koc) is a physicochemical key parameter used in environmental risk assessments of substances released into the environment. Thus, several logKoc prediction models that use hydrophobic parameter (logP) or the logarithm of water solubility (logS) as descriptor have been reported in the last decades. Mostly, due to the lack of reliable experimental values of logP or logS, algorithms are used to calculate such properties. Despite the availability and easiness to access several algorithms for this purpose, scientific studies do not describe the procedure adopted to choose the algorithm used in quantitative structure-property relationship (QSPR) studies. Furthermore, the strong correlation between logP and logS prevents their application in the same mathematical equation obtained by multiple linear regression method. Since the sorption process of a chemical compound in soil is related both to its water solubility and its water/organic matter partition, it is expected models that are able to combine these two properties will can record more realistic results. This doctoral dissertation consists of two scientific papers. In the first one, a study was carried out to check the influence of choosing logP algorithm on logKoc modeling. Models were constructed to relate logKoc with logP according to different freeware algorithms. All models were assessed based on their statistic qualities and predictive power. The obtained results clearly showed that an arbitrary choice of the algorithm may not result in the best prediction model. On the other hand, a good choice can lead to obtaining simple models with statistic qualities and predictive power comparable to more complex models. The second paper aims at proposing an alternative approach for logKoc modeling, using simple descriptor of solubility, here referred as logarithm of corrected solubility by octanol/water partition (logSP). Thus, models were built with this descriptor and also with logP and logS conventional descriptors, which are isolated or associated with other explicative variables of easy physicochemical interpretation. The obtained models were validated and compared to other models previously published. The results showed that the use of logSP descriptor to replace the conventional ones led to obtaining simple models with statistic qualities and predictive power that are higher than other more complex models already found in literature. / A coleta de dados relativos aos danos causados pelos pesticidas sobre o meio ambiente e seus ecossistemas é lenta e onerosa. Desta maneira, grandes incentivos têm sido destinados às pesquisas que visam à construção de modelos matemáticos para predição de propriedades físicas, químicas ou biológicas de interesse ambiental. O coeficiente de sorção no solo normalizado para o conteúdo de carbono orgânico (Koc) é um importante parâmetro físico-químico utilizado nas avaliações de riscos ambientais das substâncias lançadas no meio ambiente. Assim, vários modelos para predição de logKoc, utilizando o parâmetro hidrofóbico (logP) ou o logaritmo da solubilidade em água (logS) como descritores, têm sido publicados nas últimas décadas. Muitas vezes, em virtude da ausência de valores experimentais confiáveis de logP ou logS, são usados algoritmos para o cálculo dessas propriedades. Apesar da disponibilidade e facilidade de acesso a diversos algoritmos para tal finalidade, os artigos científicos não descrevem o procedimento adotado para escolha do algoritmo usado nos estudos QSPR. Além disto, a forte correlação entre logP e logS impede que sejam usados em uma mesma equação obtida por regressão linear múltipla. Como o processo de sorção de um composto químico no solo está relacionado tanto com sua solubilidade em água como com sua partição água/matéria orgânica, espera-se que modelos que sejam capazes de combinar essas duas informações possam gerar resultados mais realistas. Este trabalho de tese é constituído de dois artigos. No primeiro artigo, foi feito um estudo para verificar a influência da escolha do algoritmo de logP na modelagem de logKoc. Foram construídos modelos que relacionam logKoc com logP a partir de diferentes algoritmos livres disponíveis. Todos os modelos foram avaliados quanto às suas qualidades estatísticas e poder de predição. Os resultados obtidos mostraram claramente que uma escolha arbitrária deste algoritmo pode não levar ao melhor modelo de predição. Por outro lado, uma boa escolha pode conduzir à obtenção de modelos simples com qualidades estatísticas e poder de predição comparáveis a de modelos mais complexos. No segundo artigo, o objetivo foi a proposição de uma abordagem alternativa para a modelagem de logKoc, utilizando um descritor simples de solubilidade, aqui designado como logaritmo da solubilidade corrigida pela partição octanol/água (logSP). Assim, foram construídos modelos com tal descritor e também com os descritores convencionais logP e logS, isolados ou associados com outras variáveis explicativas de fácil interpretação físico-química. Os modelos obtidos foram validados e comparados com outros modelos publicados anteriormente. Os resultados mostraram que o uso do descritor logSp em substituição aos descritores convencionais conduziu à obtenção de modelos simples com qualidades estatísticas e poder de predição superiores a de outros modelos mais complexos encontrados na literatura.

Desenvolvemos dois modelos estatísticos para água, nos quais diferentes aspectos de sua estrutura são considerados. O modelo geométrico permite diferentes números de coordenação. Em uma aproximação de campo médio mostramos que sob pressão o modelo apresenta linha de coexistência entre fases de baixa e alta densidade, e ponto crítico. A entropia das ligações de hidrogênio tem papel fundamental na definição da inclinação da linha de coexistência. O comportamento do modelo pode estar realcionado como segundo ponto crítico da água super resfriada e com transições líquido-líquido em geral.O modelo da água quadrada é uma versão térmica do modelo do gelo, no qual considera-se a direcionalidade das ligações de hidrogênio. O modelo foi estudado na rede de Bethe e através de simulações de Monte Carlo em três situações diferentes: para a água pura e na presença de solutos polares e apolares. A água quadrada pura não apresenta transição de fase. No modelo para solvente com solutos apolares, medidas de frequência relativa de ligações e do tempo de correlação mostram que o modelo apresenta estruturação da camada de hidratação. Medidas de correlação temporal no modelo de Ising mostram comportamento oposto. Em um estudo preliminar para uma solução com solutos que realizam ligações de hidrogênio não conseguimos encontrar diagramas de coexistência com círculo fechado, para o conjunto de parâmetros utilizados, possivelmente devido à ausência de buracos. / We have developed two statistical models for water in which different features of water structure are considered. In the geometrical model different coordination numbers are present and the model allows for translational disorder. A mean-field treatment shows that under pressure the model exhibits phases of different densities and a coexistence line ending in a critical point. Entropy of the hydrogen network plays an essential role in defining the slope of the coexistence line. The model behavior might be related with the second critical point in supercooled water and to liquid-liquid transitions in general. The square water model is a thermal version of the ice model, and takes into account the directionality of the hydrogen bonds. The model was studied on a Bethe lattice and through Monte Carlo simulations, for three different situations: as pure water and in the presence of polar and apolar solutes. Pure square water does not present a phase transition. In the presence of apolar solutes, first shell square water presents ordering, as shown from comparison of relative frequency of bonds, as well as from study of time correlations. The latter was shown to present opposite behavior in case of an Ising system. In a preliminary study for a solution of hydrogen bonding solutes we were unable to find a closed loop for the sets of parameters chosen. Vacancies might need to be included.

O entendimento dos princípios básicos do enovelamento proteico pode conduzir a muitas aplicações importantes. Embora não se conheçam todos os aspectos significativos envolvidos neste problema, experimentos e aproximações teóricas têm produzido avanços relevantes na sua compreensão, como, por exemplo, o papel dominante das forças hidrofóbicas. Com o propósito de contribuir para a identificação de alguns parâmetros determinantes no processo de folding, o objetivo deste trabalho consiste em estudar o potencial estéreo-hidrofóbico (isto é, o potencial hidrofóbico e um conjunto de especificidades estéricas adequadas) relacionado ao processo de enovelamento de proteínas globulares, evidenciando o papel das restrições estéricas e as características topológicas do estado nativo. Para tanto, empregou-se um modelo simplificado em rede cúbica, estudando-se, através de simulações Monte Carlo, o comportamento de mais de 40 cadeias tipo-proteínas, que apresentam estados nativos caracterizados pelos seguintes parâmetros topológicos: ordem de contato, χ, ordem de longo alcance e número φ de estruturas tipo grande manivela. Claramente, os resultados das simulações para as cadeias com configurações nativas, caracterizadas por baixo valor de χ e elevado valor de φ, são bastante diferenciados daqueles obtidos para as cadeias que apresentam configurações nativas com χ elevado e φ pequeno, evidenciando que o potencial estéreo-hidrofóbico, adotado neste trabalho, permite relacionar os comportamentos termodinâmico e cinético da cadeia tipo-proteína com os atributos topológicos da configuração nativa correspondente. Adicionalmente, mostrou-se que as restrições estéricas consideradas introduzem fortes mudanças na atividade configuracional, aumentando a estabilidade do estado nativo, bem como alterando, drasticamente, a curva da capacidade térmica, em função da temperatura, em comparação com os resultados das simulações obtidos com o potencial hidrofóbico (sem restrições estéricas). / The understanding of the basic principles of the protein folding process may lead to very important applications. Although all significant aspects of this problem are not yet known, experimental and theoretical results have given important contribution on the subject, as, for instance, about the dominant role of the hydrophobic forces. In order to contribute to the identification of significant ingredients for the folding process, the main goal of this work consists in studying the stereo-hydrophobic potential (that is, the hydrophobic potential and a set of steric specificities) related to the folding process of globular proteins, revealing the importance of the steric constraints and the role of the native structure. A minimalist lattice model was employed for this purpose, and more than forty distinct protein-like chains were studied. These chains were designed based on native structures characterized by topological parameters as contact order, χ, long range order and number φ of crankshaft-like structures. The Monte Carlo simulation results show clearly that the folding process depends strongly on the topological attributes of the native structure: thermodynamical and kinetic behavior for chains designed from native structures, presenting smaller χ and higher φ, are very distinguishable from those with higher χ and lower φ. Additionally it was shown that the steric constraints significantly modify the configurational activity, increasing the general conditions for the globule stability, as well changing drastically the shape of the thermal capacity behavior, as a function of the temperature, in comparison with the corresponding results obtained using the hydrophobic potential only, i.e., without the steric specificities.

O estudo das Relações Quantitativas entre Estrutura química e Atividade biológica (QSAR/QSAR-3D) utilizando diferentes estratégias metodológicas complementares, aplicadas iterativamente, se estende a diferentes áreas de aplicação. Dentre elas destaca-se o planejamento racional de novos fármacos e o estudo de seus mecanismos de ação. Moléculas candidatas a fármacos, geradas em estudos de QSAR-3D, freqüentemente, não se tomam fármacos por apresentarem inadequadas propriedades farmacocinéticas, ou seja, ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Nota-se assim que o conhecimento das propriedades farmacocinéticas de ligantes deve ser uma preocupação presente, em qualquer nível de desenvolvimento de um novo fármaco e ressalta-se a importância do QSAR como uma ferramenta de grande valor, principalmente na compreensão da contribuição das propriedades físico-químicas, identificadas como sendo responsáveis pela atividade. A aplicação do QSAR permite elucidar a natureza e a grandeza das propriedades físico-químicas e estruturais nas interações entre o composto e o seu alvo biológico nos processos farmacocinéticos de ADME (TESTA, 2001; MALVEZZI et al.,, 2001; GAVIRAGHI et al., 2001). Recentemente, em trabalhos realizados em nosso laboratório (SIQUEIRA, 2001), envolvendo a análise de QSAR aplicada aos valores do bloqueio da transmissão neuromuscular determinados para uma série de onze brometos de [2-(4-X-benzamido)etil]benzildimetilamônio substituídos, demonstrou-se tanto a importância da presença de um grupo catiônico terminal como da lipofilicidade para o bloqueio da transmissão neuromuscular. No presente trabalho, visando descrever as interações hidrofóbicas determinantes da potencial atividade bloqueadora neuromuscular, para uma série de dez derivados da procaína, sendo eles: cloretos de 3-(dimetilamino)propiofenona (composto 1); de 3-(dietilamino)propiofenona (composto 2); de 3-(1-pirrolidino)propiofenona (composto 3); de 3-(1-piperidino)propiofenona (composto 4); de 3-(1-morfolino)propiofenona (composto 5); de 3-[1-(4-metilpiperazino)] propiofenona (composto 6); de 3-(c-hexilamino)propiofenona (composto 7); de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzamida (composto 8); de N-[(N,N-dimetilamino )metil]benzamida (composto 9) e, de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzoato (composto 10), por nós sintetizados, determinaram-se os respectivos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) obtidos por três métodos experimentais (por Shake-flask; por HPLC e potenciométrico) e por cálculo (programa CLOGP), como modelos de partição. Através da análise comparativa dos valores dos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização para a série de dez derivados da procaína (compostos 1-10) sintetizados neste trabalho foi possível constatar que: (i) os valores de IogPcalc modelam, apenas, parcialmente as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPappSF e de logPappHPLC em valores de pH 3,0 e 10,0, enquanto que as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPnPot são idealmente modeladas pelos valores de logPcalc; (ii) nas mesmas condições experimentais, os métodos Shake-flask, HPLC e potenciométrico revelam interações hidrofóbicas proporcionais, entretanto, correlações não ideais foram observadas quanto comparados entre si; (iii) os valores de pKaSF , determinados indiretamente por Shake-flask, foram validados pela determinação direta de pKaPot, por potenciometria. Embora o sistema de avaliação da bloqueadora da transmissão neuromuscular tenha sido adequado, a série de compostos estudada não gerou valores válidos para a construção das correspondentes curvas dose-resposta. Os valores obtidos de lC50 para os compostos 3, 4 e 8 da série estudada foram insuficientes, em número, para serem utilizados em uma análise de QSAR. Estudos futuros podem ser realizados com o objetivo de verificar a atividade anestésica local para os compostos da série estudada, avaliando-se a perda da sensibilidade à estimulação sensorial, em cobaias, ou em estudos mais sofisticados de eletrofisiologia (patch clamp). Poder-se-á, assim, fornecer subsídios para elucidar as contribuições relativas da forma catiônica e da forma neutra, respectivamente de compostos ionizáveis com atividade anestésica local. / The scope of Quantitative Structure and Biological Activity Relationships (QSAR/QSAR-3D) studies, using distinct complementary methods, spreads over multiple areas of applicability. Among those, striking are the rational design of new drugs and the enlightenment of their mechanism of action. Candidate molecules, shaped by QSAR-3D analysis, frequently fail to become drugs, and hit the market, due to insufficient pharmacokinetic properties (i.e. absorption, distribution, metabolism and excretion; ADME). Hence, the awareness of pharmacokinetic properties of molecules should be a concern at any leveI of development of new drug candidates. Noteworthy is the use of QSAR as a tool of great value, specially, in the comprehension of the contribution of the physical-chemical properties, responsible for the biological activity. (TESTA, 2001; MALVEZZl et ai., 2001; GAVlRAGHl et ai., 2001). ln this work, aiming to describe the hydrophobic interactions determining the neuromuscular blocking activity of a series of ten procaine derivatives: the hydrochlorides of 3-(dimethylamine)propiophenone (compound 1); of 3-(diethylamine)propiophenone (compound 2); of 3-(1-pirrolidine)propiophenone (compound 3); of 3-(1-piperidine)propiophenone (compound 4); of 3-(1-morfoline)propiophenone (compound 5); of 3-[1-(4-methylpiperazine)]propiophenone (compound 6); de 3-(c-hexilamine)propiophenone (compound 7); de N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzamide (compound 8); de N-[(N,N-dimethylamine)methyl]benzamide (compound 9) and, of N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzoate (compound 10), prepared by us, the corresponding hydrophobic parameters (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) were obtained by three experimental methods (Shake-flask; HPLC and potenciometric) and by calculus (CLOGP) as models of partition and distribution. Following the comparative analysis of the values of the hydrophobic parameters determined for the ten compounds of the series of procaine analogs, it was possible to conclude that: (i) the values of IogPcalc reflect only partially, the hydrophobic interactions encoded in the values of logPappSF and logPappHPLC determined in pH values of 3,0 and 10,0; (ii) the values of logPcalc reflect the hydrophobic interactions encoded in the values of logPnPot; (iii) in the same experimental conditions, the methods Shake-flask, HPLC and potenciometric, reflect proportional hydrophobic interactions, although the observed correlations were not ideal when the methods were compared between each other; (iv) the values of pKaSF, determined indirectly by Shake-flask, were validated by the direct measurement of pKaPot, by potentiometry. Even though the system used to measure the neuromuscular blocking actions was adequate, the series of procaine derivatives failed to provide sufficient values to prepare dose-effect curves and proceed with the quantitative structure activity relationships.