dissertação
In silico study on the influence of isomeric oximes for reactivation of Organophosphorus-inhibited AChE
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Compostos organofosforados (OP) vêm sendo utilizados como armas químicas desde a
década de 1930 pelos Alemães, quando pesquisavam novas substâncias pesticidas. Esses
compostos têm a capacidade de inibir a enzima Acetilcolinesterase (AChE), enzima
responsável pela hidrólise do neurotransmissor Acetilcolina. Com a inibição, ocorre o
acúmulo do neurotransmissor na terminação nervosa, resultando em uma crise colinérgica,
que pode levar à morte. Diversas substâncias vêm sendo estudadas no intuito de reativar a
atividade catalítica da AChE e dentre elas destacam-se as oximas. Oximas são uma classe de
compostos que através do ataque de uma extremidade (grupo oxima) ao átomo de fósforo do
inibidor, têm mostrado bons resultados no processo de reativação da AChE inibida. Até o
momento, não existe um reativador universal e pequenas alterações estruturais nas oximas
resultam em diferentes resultados experimentais. Com isso, o objetivo desse estudo é a
comparação de duas oximas isômeras, K203 e K206, cuja diferença é a posição do grupo
carbamoil no anél piridínico (posições 4 e 3 para a K203 e K206, respectivamente). Para isso,
cálculos teóricos de ancoramento molecular e cálculos QM/MM de mecanismo de reação
foram realizados. Os resultados mostraram que a pequena diferença de cadeia entre as oximas
gera diferentes taxas de reativação frente aos diferentes inibidores estudados, além de
influenciar significativamente na energia de interação intermolecular e na barreira energética
de ativação em relação à AChE inibida pelos diferentes agentes dos nervos.
Abstract
Organophosphorus compounds (OP) have been used as chemical weapons since the 1930s by
the Germans, when researching new pesticides. These compounds have the ability to i nhibit
the enzyme Acetylcholinesterase (AChE), the enzyme responsible for the hydrolysis of the
neurotransmitter Acetylcholine. With inhibition, neurotransmitter accumulation occurs at
nerve endings, resulting in a cholinergic crisis, which can lead to death. Several substances
have been studied in order to reactivate the catalytic activity of AChE, among them the
oximes. Oximes are a class of compounds which, through a attack of one extremity (oxime
group) to the phosphorus atom of the inhibitor, have shown good results in the reactivation
process of inhibited-AChE. So far, there is no universal reactivator and small structural
changes in oximes result in different experimental outcomes. Therefore, the objective of this
study is to compare two isomeric oximes, K203 and K206, whose difference is the position of
the carbamoyl group in the pyridinium ring (positions 4 and 3 for K203 and K206,
respectively). For this, theoretical molecular docking calculations and QM/MM calculations
of reaction mechanism were performed. The results showed that the slight difference between
the oximes generate different reactivation rates in relation to the different inhibitors studied,
as well, as significantly influence on intermolecular interaction energy and on activation
barrier energy in relation to AChE inhibited by different nerve agents.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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DOI
Citação
POLISEL, D. A. In silico study on the influence of isomeric oximes for reactivation of Organophosphorus-inhibited AChE. 2018. 68 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.
