Predições ADMET e por bioquímica quântica de bioativos com potencial antimicrobiano ou neuroativo

dc.contributor.advisorOliveira, Jonas Ivan Nobre
dc.contributor.advisor-co1Rodrigues Neto, João Firmino
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6168035663769198pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1646-921Xpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2461374517882321pt_BR
dc.contributor.authorMorais, Gabriel Christian de Farias
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4168-3074pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2788406051690729pt_BR
dc.contributor.referees1Silva Júnior, Edilson Dantas da
dc.contributor.referees2Vianna, Jéssica de Fátima
dc.date.accessioned2025-01-14T22:27:40Z
dc.date.available2025-01-14T22:27:40Z
dc.date.issued2024-11-26
dc.description.abstractThe growing demand for new drugs with neuroactive effects as well as for antimicrobial drugs motivated this study to predict ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity) profiles of bioactive compounds with eugeroic (modafinil), noradrenergic (atomoxetine), antiviral (tecovirimat) and antichagasic effects and to analyze them using quantum biochemical techniques. With the help of advanced computational tools such as ADMETlab 2.0, admetSAR, FAF-Drugs4, PreADMET, pkCSM and PRED-HERG were used to evaluate the pharmacokinetic and toxicological profiles of modafinil, highlighting its hepatic and mutagenic toxicity; atomoxetine, highlighting its hepatic, cardiovascular and mutagenic toxicity; and tecovirimat, highlighting its hepatic, respiratory and mutagenic toxicity. Subsequently, the focus was directed towards Chagas disease and was selected six compounds with antichagasic potential, among which the compound BZTS stood out for meeting all the rules of medicinal chemistry and had a favorable ADMET profile with a lower toxicity risk. Molecular modeling studies and density functional theory (DFT)-based calculations revealed robust and specific interactions between BZTS and the cruzipain enzyme, the therapeutic target of Trypanosoma cruzi, highlighting its stability and affinity in the ligand-receptor complex resulting from interactions with the amino acids GLU208 (-10.2 kcal/mol), MET68 (-4.75 kcal/mol), LEU67 (-4.08 kcal/mol), ASN69 (-3.68 kcal/mol), LEU160 (-3.38 kcal/mol), ALA138 (-1.98 kcal/mol), GLU117 (-1.97 kcal/mol) and ASP161 (-1.68 kcal/mol). In addition, the limiting orbitals HOMO (-5.85 eV) and LUMO (-3.37 eV) as well as the chemical-quantum descriptors - ionization potential (5.85 eV), electronic affinity (3.37 eV), chemical hardness (1.24 eV), softness (0.81 eV), chemical potential (4.61 eV), electronegativity (-4.61 eV) and electrophilicity (13.19 eV) - confirmed the ability of BZTS to interact effectively with biological targets, highlighting its potential as a therapeutic agent. This study highlights the effectiveness of in silico methods in the identification and characterization of promising bioactive compounds, with BZTS emerging as a promising candidate for the treatment of Chagas disease. The integration of computational prediction into drug development is critical to accelerate the discovery and optimization of safer and more effective drugs, making an important contribution to future advances in pharmacology and public health.pt_BR
dc.description.resumoA crescente demanda por novos fármacos com atividades neuroativas, como também aqueles antimicrobianos, motivou este estudo a realizar predições do perfil de ADMET (Absorção, Distribuição, Metabolismo, Excreção e Toxicidade) e análises por técnicas de bioquímica quântica de compostos bioativos com atividade eugeroica (modafinil), noradrenérgica (atomoxetina), antiviral (tecovirimat) e antichagásica. Utilizando ferramentas computacionais avançadas como ADMETlab 2.0, admetSAR, FAF-Drugs4, PreADMET, pkCSM e PREDHERG, foram avaliados os perfis farmacocinéticos e toxicológicos do Modafinil, destacando sua toxicidade hepática e mutagênica; Atomoxetina, destacando sua toxicidade hepática, cardiovascular e mutagênica; e Tecovirimat, destacando sua toxicidade hepática, respiratória e mutagênica. Posteriormente, o foco foi direcionado para a doença de Chagas, selecionando seis compostos com potencial antichagásico, dentre os quais o composto BZTS destacou-se por atender a todas as regras de química medicinal e apresentar um perfil ADMET favorável com menor risco de toxicidade. Estudos de modelagem molecular e cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) revelaram interações robustas e específicas entre o BZTS e a enzima cruzipaína, alvo terapêutico do Trypanosoma cruzi, destacando sua estabilidade e afinidade no complexo ligante-receptor decorrente de interações com os aminoácidos GLU208 (-10,2 kcal/mol), MET68 (-4,75 kcal/mol), LEU67 (-4.08 kcal/mol), ASN69 (-3,68 kcal/mol), LEU160 (-3,38 kcal/mol), ALA138 (-1,98 kcal/mol), GLU117 (-1,97 kcal/mol) e ASP161 (- 1,68 kcal/mol). Ademais, os orbitais de fronteira HOMO (-5,85 eV) e LUMO (-3,37 eV), além dos descritores químico-quânticos - potencial de ionização (5,85 eV), afinidade eletrônica (3,37 eV), dureza química (1,24 eV), suavidade (0,81 eV), potencial químico (4,61 eV), eletronegatividade (-4,61 eV) e eletrofilicidade (13,19 eV) - confirmaram a capacidade do BZTS de interagir eficazmente com alvos biológicos, reforçando seu potencial como agente terapêutico. Este estudo evidencia a eficácia das metodologias in silico na identificação e caracterização de compostos bioativos promissores, com o BZTS emergindo como um candidato promissor para o tratamento da doença de Chagas. A integração de predições computacionais no desenvolvimento de fármacos demonstra-se crucial para acelerar a descoberta e otimização de medicamentos mais seguros e eficazes, contribuindo significativamente para futuros avanços na farmacologia e na saúde pública.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationMORAIS, Gabriel Christian de Farias. Predições ADMET e por bioquímica quântica de bioativos com potencial antimicrobiano ou neuroativo. Orientação: Dr. Jonas Ivan Nobre Oliveira. 2024. 98f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61210
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULARpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectModelagem molecularpt_BR
dc.subjectPredições ADMETpt_BR
dc.subjectBioquímica quânticapt_BR
dc.subjectBioativos neuroativospt_BR
dc.subjectBioativos antimicrobianospt_BR
dc.subjectDoença de Chagaspt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASpt_BR
dc.titlePredições ADMET e por bioquímica quântica de bioativos com potencial antimicrobiano ou neuroativopt_BR
dc.title.alternativeADMET and quantum biochemistry predictions of bioactives with antimicrobial or neuroactive potentialpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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