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Currently, in order to accelerate the process of drug development and also reduce costs, many of the experimental assays related to lead discovery and lead optimization processes are being replaced by computational, in silico, methods. In this context, the LIE (linear interaction energy) method has been used to calculate binding free energies for widely different compounds by averaging interaction energies obtained from molecular dynamics (MD) or Monte Carlo (MC) simulations. In particular, the combination of docking and affinity predictions with the LIE method can thus save valuable resources in lead discovery and optimization projects. This review presents a description of LIE methodology and some recent studies that illustrate the importance and utility of the method in the field of pharmaceutical research.

The regulatory properties of thrombin are derived predominantly from its capacity to produce different functional conformations. Functional studies have revealed that two antagonistic thrombin conformations exist in equilibrium: the fast (procoagulant) and slow (anticoagulant) forms. The mechanisms whereby thrombin activity is regulated by the binding of different effectors remain among the most enigmatic and controversial subjects in the field of protein function. In order to obtain more detailed information on the dynamic events originating from the interaction with the Na(+) effector and ligand binding at the active site and anion binding exosite 1 (ABE1), we carried out molecular dynamics simulations of thrombin in different bound states. The results indicated that Na(+) release results in a more closed conformation of thrombin, which can be compared to the slow form. The conformational changes induced by displacement of the sodium ion from the Na-binding site include: (1) distortion of the 220- and 186-loops that constitute the Na-binding site; (2) folding back of the Trp148 loop towards the body of the protein, (3) a 180 degrees rotation of the Asp189 side-chain, and (4) projection of the Trp60D loop toward the solvent accompanied by the rearrangement of the Trp215 side chain toward the 95-100 loop. Our findings correlate well with the known structural and recognition properties of the slow and fast forms of thrombin, and are in accordance with the hypothesis that there is communication between the diverse functional domains of thrombin. The theoretical models generated from our MD simulations complement and advance the structural information currently available, leading to a more detailed understanding of thrombin structure and function.

S INFLUENCE. In organic synthesis, lipases are the most frequently used biocatalysts. They are efficient stereoselective catalysts in the kinetic resolution of a wide variety of chiral compounds. The discovery that enzymes possess catalytic activity in organic solvents has made it possible to address the question of reaction medium influence on enzymatic specificity. Perhaps the most exciting and significant development in this emerging area is the discovery that enzyme specificity, in particular enantioselectivity, can be affected by changing from one organic solvent to another. This article discusses the scope and possible mechanistic models of this phenomenon in hydrolases, specially lipases, as well as directions of future research in the area.Keywords: lipase enantioselectivity; solvent; mechanistic models. DIVULGAÇÃO INTRODUÇÃOA utilização de enzimas isoladas na transformação de compostos orgânicos é conhecida a mais de 100 anos 1 . Entretanto, foi somente a partir da segunda metade da última década que o verdadeiro potencial que estes biocatalisadores representam em síntese orgânica começou a ser explorado. Durante este período, um grande número de reações catalisadas por enzimas foram desenvolvidas e tornaram-se familiares aos químicos orgânicos. Uma das principais contribuições deste tipo de metodologia biossintética tem sido na obtenção de compostos enantiomericamente puros ou enriquecidos, geralmente intermediários ou produtos finais de rotas sintéticas estereocontroladas 2 . Apesar da generalização que este tema vem sofrendo, proporcionalmente pouco se sabe e se tem estudado sobre os fatores que determinam a especificidade da enzima durante uma determinada reação. A necessidade deste tipo de investigação está relacionada a dois fatores. O primeiro diz respeito ao fato de que se amplia rapidamente o espectro de estruturas de substratos com os quais se espera que as enzimas sinteticamente úteis sejam capazes de trabalhar. O segundo, está relacionado com a necessidade de se otimizar aquelas reações onde não são obtidos resultados satisfatórios.Para o entendimento e otimização dos processos enzimáticos aqui salientados, há dois tipos de abordagens, que podem ser realizadas de forma independente ou integrada. Uma delas é de natureza teórica. Por exemplo, caso seja nossa intenção investigar se um determinado enantiômero de uma mistura racêmica vai ser reconhecido preferencialmente por uma enzima, há dois métodos, que envolvem estudo da dinâmica molecular (DM) 3 e estudo de perturbação da energia livre de Gibbs (PEL) 4 do sistema. Em um tipo de metodologia, mais simples, é possível colocar um dos enantiômeros no sítio ativo da enzima e fazer uma simulação da dinâmica molecular do sistema. Em outra simulação, o segundo enantiômero é colocado no sítio. Posteriormente, é feita a análise das interações (por exemplo, número de pontes de hidrogênio) dos enantiômeros nas diferentes simulações. Outro tipo de estudo teórico, consiste em colocar um dos enantiômeros no sítio ativo e, após, lentamente transformá-lo no ...