Estrutura e propriedades de elipticinas

Abstract

Recebido em 9/12/03; aceito em 1/9/04; publicado na web em 12/11/04 STRUCTURE AND PROPERTIES OF ELLIPTICINES. The ellipticines constitute a broad class of molecules with antitumor activity. In the present work we analyzed the structure and properties of a series of ellipticine derivatives in the gas phase and in solution using quantum mechanical and Monte Carlo methods. The results showed a good correlation between the solvation energies in water obtained with the continuum model and the Monte Carlo simulation. Molecular descriptors were considered in the development of QSAR models using the DNA association constant (log K app ) as biological data. The results showed that the DNA binding is dominated by electronic parameters, with small contributions from the molecular volume and area.Keywords: ellipticine; ab initio calculation; QSAR. INTRODUÇÃOElipticinas (Figura 1) constituem uma ampla classe de compostos com atividade antitumoral 1 . Além da alta citotoxicidade em célu-las cancerosas, estas moléculas são especialmente interessantes do ponto de vista clínico devido aos efeitos colaterais reduzidos 2 . O modo de ação das elipticinas tem sido amplamente estudado, entretanto, conclusões definitivas sobre os aspectos moleculares relevantes para a ação biológica não foram ainda relatadas 3 . O núcleo molecular básico das elipticinas é constituído de um grupamento carbazol ligado a um anel piridina, propiciando a deslocalização eletrônica sobre toda a molécula. Esta estrutura relativamente simples tem permitido a síntese de mais de 70 análogos distintos 3 , com as principais modificações sendo a inclusão de um grupo hidroxila nas posições C 9 e C 7 , e alquilação das posições N 2 , N 6 e C 1 (ver Figura 1). Mais recentemente 4 , novas elipticinas substituídas em C 9 foram sintetizadas visando obter derivados com citotoxicidade seletiva.No presente trabalho, a estrutura e as propriedades moleculares de algumas elipticinas foram determinadas através de cálculos ab initio em fase gasosa. As energias de solvatação foram calculadas utilizando modelos contínuos de solvatação e simulação de Monte Carlo. A estrutura do solvente ao redor de alguns sítios das molécu-las foi analisada visando identificar características do processo de solvatação, específicas para os diferentes análogos. Na parte final do trabalho, modelos quantitativos de relação estrutura-atividade (QSAR) foram construídos e analisados. METODOLOGIA DE CÁLCULOO conjunto de moléculas estudadas no presente trabalho é apresentado na Tabela 1. Estes análogos foram selecionados de acordo com a disponibilidade de parâmetros biológicos quantitativos 3 e características estruturais dissimilares dentro desta classe de moléculas. Para cada composto descrito na Tabela 1, a geometria foi completamente otimizada no nível HF/6-31G(d) e caracterizada como mínimo verdadeiro na Superfície de Energia Potencial (PES) através do cálcu-lo de freqüências harmônicas. Cargas atômicas ChelpG (Q), momento de dipolo elétrico (µ) e energias dos orbitais moleculares de fronteira (HOMO e ...

Synthesis and Structure−Activity Relationships of New Benzodioxinic Lactones as Potential Anticancer Drugs

“…It is known that the pharmacological activities of drugs depend on their interaction. They are expected to be significantly different for the charged and uncharged drugs …”

Aspidosperma Species as Sources of Antimalarials. Part III. A Review of Traditional Use and Antimalarial Activity

“…Both of these species have been collected at the Ducke Reserve in Manaus, Amazonas state, Brazil, and they have shown remarkable in vitro activity against the multidrug-resistant K1 strain of P. falciparum (IC 50 = 73 nM and 19 nM, respectively) [45]. Ellipticine (1), a pyridocarbazol alkaloid, was originally isolated from Ochrosia elliptica (an Australian evergreen shrub) and occurs in other genera of the family Apocynaceae, such as Aspidosperma and Bleekeria [49][50][51]. Ellipticine (1) and several related syn-thetic derivatives are highly cytotoxic to human cancer cell lines, and elliptinium acetate (9-OH-NME, Celliptium ® ) is an antineoplastic agent currently used in the treatment of metastatic breast cancer [49][50][51].…”

Propriedades químico-quânticas empregadas em estudos das relações estrutura-atividade

“…No trabalho de Cirino e colaboradores 54 observa-se um estudo onde a estrutura e as propriedades moleculares de diferentes análo-gos da elipticina (Figura 3) foram calculadas considerando métodos quanto-mecânicos ab initio. Modelos de relação quantitativa entre estrutura e atividade (QSAR) foram analisados considerando parâ-metros eletrônicos (cargas atômicas), estéreos (volume e área molecular) e termodinâmicos (energias de solvatação) como variáveis independentes e a constante de associação com o DNA (logKapp) como descritor biológico.…”

“…Estes resultados quantitativos estão de acordo com estudos de relação estrutura-atividade (SAR), teóricos e experimentais, relatados na literatura. 54 …”