Artigo

Employing conformational analysis in the molecular modeling of agrochemicals: insights on QSAR parameters of 2,4-D

Carregando...
Imagem de Miniatura

Notas

Orientadores

Editores

Coorientadores

Membros de banca

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Editora UFLA (Editora da Universidade Federal de Lavras)

Faculdade, Instituto ou Escola

Departamento

Programa de Pós-Graduação

Agência de fomento

Tipo de impacto

Áreas Temáticas da Extenção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Dados abertos

Resumo

Uma prática comum para determinar a conformação de ligantes em compostos com vários graus de liberdade a serem utilizados em modelagem molecular (QSAR e estudos de ancoramento molecular) é realizar uma distribuição conformacional baseada em repetidas amostragens aleatórias, tais como o método Monte Carlo. Cálculos adicionais são frequentemente necessários. Esta rápida revisão descreve alguns métodos usados para análise conformacional e as implicações ao usarem algumas conformações selecionadas em QSAR. Um estudo de caso foi desenvolvido para o ácido 2,4-diclorofenóxi acético (2,4-D), um herbicida amplamente usado que se liga à enzima TIR1 ubiquitina ligase. O uso de tal aproximação e cálculos semi-empíricos não alcançou todos os mínimos possíveis para o 2,4-D. Além disso, as conformações e respectivas energias obtidas pelo método semi-empírico AM1 não concordam com as tendências calculadas em nível DFT. Resultados similares foram obtidos para o ânion carboxilato, que é a forma bioativa do 2,4-D. Finalmente, a estrutura cristalina e bioativa do 2,4-D não foi encontrada como um mínimo de energia usando MonteCarlo/AM1 e, de acordo com otimização em nível B3LYP/aug-cc-pVDZ, tem população similar ao outro confôrmero em solução aquosa implícita. Portanto, métodos para relação quantitativa entre estrutura e atividade (QSAR) baseados na estrutura química tridimensional não são fundamentais para fornecer modelos preditivos para congêneres do 2,4-D como ligantes da enzima TIR1 ubiquitina ligase, uma vez que essas estruturas não correspondem, necessariamente, à conformação bioativa dessa molécula. Esse resultado provavelmente se estende a outros sistemas.

Abstract

A common practice to compute ligand conformations of compounds with various degrees of freedom to be used in molecular modeling (QSAR and docking studies) is to perform a conformational distribution based on repeated random sampling, such as Monte-Carlo methods. Further calculations are often required. This short review describes some methods used for conformational analysis and the implications of using selected conformations in QSAR. A case study is developed for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), a widely used herbicide which binds to TIR1 ubiquitin ligase enzyme. The use of such an approach and semi-empirical calculations did not achieve all possible minima for 2,4-D. In addition, the conformations and respective energies obtained by the semi-empirical AM1 method do not match the calculated trends obtained by a high level DFT method. Similar findings were obtained for the carboxylate anion, which is the bioactive form. Finally, the crystal bioactive structure of 2,4-D was not found as a minimum when using Monte-Carlo/AM1 and is similarly populated with another conformer in implicit water solution according to optimization at the B3LYP/aug-cc-pVDZ level. Therefore, quantitative structure-activity relationship (QSAR) methods based on three dimensional chemical structures are not fundamental to provide predictive models for 2,4-D congeners as TIR1 ubiquitin ligase ligands, since they do not necessarily reflect the bioactive conformation of this molecule. This probably extends to other systems.

Descrição

Área de concentração

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

FREITAS, M. P. de; RAMALHO, T. de C. Employing conformational analysis in the molecular modeling of agrochemicals: insights on QSAR parameters of 2,4-D. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 37, n. 6, p. 485-494, nov./dez. 2013. DOI: 10.1590/S1413-70542013000600001.

Link externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por

Licença Creative Commons

Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como acesso aberto