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Alvos Moleculares da ação dos fármacos (Quais são as interações que se…
Alvos Moleculares da ação dos fármacos
Alvos Moleculares
Estruturas biológicas, no qual o fármaco deve se ligar para desencadear o seu efeito biológico
Proteínas
Maior grupo de alvos moleculares para ação dos fármacos que temos disponíveis atualmente
A proteína é dividida em 4 partes, de acordo com a sua função na célula. Vai alterar tbm a forma com que o fármaco vai desencadear o seu efeito
Proteína de transporte
é aquele proteína que participa da difusão ativa , que é quando eu tenho uma molécula que por ser muito polar não consegue permear a membrana da célula por transporte passivo
EX = proteína da noradrenalina e serotonina
Proteínas estruturais
EX - Tubulina. A tubulina é uma proteína, elas se organizam de modo a formar um ´´colar de pérolas``, então elas vão se alinhando, vão se justapondo, de modo a forma um microtúbulo que compõe um fuso mitótico no momento da replicação da célula. Então sem o microtubulo, eu não consigo ter um processo de replicação da célula .
Existem 2 agentes anti-tumorais , que atuam na estrutura do microtúbulo formado pelas tubulinas
Vincristina
Ela impede a formação de microtúbulos e consequentemente o fuso mitotico. SEm o fuso mitotico, a célula não vai conseguir se replicar, por isso que ela tem essa ação anti-tumoral
Paclitaxel
Evita o processo de despolimeração do microtúbulos e a célula acaba entrando em apoptose, pois o processo de replicação falha.
Enzimas
são catalizadores biólogicos
A enzima aumenta a velocidade de uma reação que já aconteceria mesmo na sua ausência, , mas que levaria muito tempo. E esse tempo que a reação levaria para acontecer, poderia inviabilizar a própria sobrevivência da célula
E COMO QUE ELA FAZ ISSO ?
Como todo catalisador, ela abaixa a energia de ativação e para conseguir fazer com que a velocidade da reação seja aumentada, a enzima participa diretamente da reação química que vai converter um reagente em um produto. EX= reação de hidrólise de éster (esterases)
A enzima reage com o seu substrato, e está convertendo aquele substrato em produto, utilizando para isso um atalho e uma barreira de menor energia, por isso que a velocidade da reação, ela se torna aumentada.
Todo processo catalítico ao final, ele precisa regenerar a estrutura química do catalisador. Eu sei que uma catálise enzimática, ela termina quando eu observo que a estrutura da enzima ao final do meu mecanismo é igual a estrutura da enzima no início do processo.
As enzimas são alvos importantes, pois tanto ela tem papel fundamental em vários processos dentro da célula, quanto no ponto de vista bioquímica é uma das estruturas mais fácil de poder trabalhar e de conseguir mais informações para o desenvolvimento de um novo fármaco.
Existem 3 tipos de inibidores enzimáticos
Inibidores Reversíveis
A enzima interage com o fármaco, porque o fármaco apresenta uma grande semelhança estrutural com o substrato natural e interagem através das interações intermoleculares que são reversíveis. Então depois que as interações intermoleculares se desfazer, o fármaco vai se desligar e aí ele vai seguir o caminho dele e volta para a circulação para ser metabolizado e eliminado. E a enzima retorna a sua capacidade catalítica.
EX= Saquinavir
Há semelhança com o substrato natural, pois entra no mesmo sítio de ligação do substrato.
Inibidores Irreversíveis
Ele faz uma ligação covalente, e quebrar ligação covalente não é fácil, pois demanda energia, portanto consideramos essa inibição irreversível , porque a enzima não consegue custear o gasto energético para romper a ligação covalente. E ela perde a sua função.
Há semelhança com o substrato natural, pois entra no mesmo sítio de ligação do substrato.
EX=Malation
Inibidores Alostéricos
Ele não se liga no mesmo sítio do substrato. Ele se liga em uma outra porção da proteína, portanto não esta competindo com o substrato, PORÉM a molécula da proteína sofre uma mudança de conformação e acaba que afeta a forma do seu sítio catalítico, consequentemente, o próprio substrato natural não consegue entrar, mesmo o inibidor não estando lá e ligado em uma outra porção. Ela perde a capacidade de exercer o seu efeito.
EX= Efavirenz
Não se parece com o substrato natural
A enzima tem o papel de catalizar, ou seja, aumentar a velocidade de uma reação. E quando a enzima é inibida observaremos no caso dos fármacos a amenização dos sintomas que vão estar relacionados ao papel daquela enzima dentro do organismo. E a enzima ela reage quimicamente com o substrato, então ocorre a formação de ligação e rompimentos de ligações.
Receptores
Esses receptores tem o papel de receber o mensageiro/neurotransmissor e de anotar o recado e passar para dentro da célula.
Diferentemente das enzimas, os receptores não reagem quimicamente, mas desencadeiam a resposta biológica através das interações intermoleculares.
Os neurotransmissores quando interagem com os receptores , desenvolvem uma resposta para dentro da célula através das interações intermoleculares. E a partir dessa interação, ocorre uma indução de mudança de conformação do receptor.
Como que a mudança de conformação da proteína receptora, leva o sinal da célula ?
Existem 3 situações que podem acontecer, quando o neurotransmissor interage com a proteína receptora:
Canal iônico
os canais iônicos estão presente na bicamada lipídica, exatamente para permitir a entrada ou a saída de íons que não são capazes de permear a membrana lipossolúvel por difusão passiva
Quando o neurotransmissor interage cm o receptor, vai haver uma mudança de conformação e deixando o canal iônico livre para entrada e saída de íons.
Enzimas ligadas a membrana
nessa situação, a proteína receptora está embebida na membrana celular, com parte de sua estrutura exposta na superfície externa da célula e outra parte exposta na superfície interna da célula. Quando o neurotransmissor chega e interage com o sítio de ligação do receptor, ele estimula uma mudança de conformação na proteína e abre o sítio ativo enzimático, onde o substrato entra e sofre a reação da catalise.
Receptor ligado à proteína G
A ativação da proteína G é uma cascata de eventos que vão acontecer até ativar a atividade biológica
A proteína receptora precisa fazer interações intermoleculares com o neurotransmissor para mudar a sua forma, para ter o surgimento de uma resposta biológica. Fica mais claro qual que é o papel que o fármaco deve desempenhar, se eu quero que ele seja um AGONISTA de receptor ou se eu quero que ele seja um ANTAGONISTA de receptor.
Carboidratos
Estão envolvidos diretamente com processo de reconhecimento celular, processo de regulação de crescimento celular
São alvos potenciais para ação de fármacos anti-microbiana ou anti-tumoral
Glicoproteínas ou Glicolípideos = são interessantes para o desenvolvimento de agentes anti-microbianos, pois possui reconhecimento do vírus da bactéria pelas células q vão infectar. EX= Tamiflu
Glicoesfingolipides = atua na regulação do crescimento celular. Promissores para novos agentes anti-tumorais.
Outro exemplo tbm da atuação do carboidrato no reconhecimento de um vírus ou bácteria pela célula que ela irá infectar, está na preferência HIV por infectar células do sistema imune.
Lípideos
Anfotericina B = é um agente antifúngico que age formando poros hidrofílico na membrana celular, devido as suas porções hidrofóbicas e resíduos polares. Esses poros permite tanto a entrada de água para dentro da célula fúngica, quanto extravassamento da mesma. E o fungo acaba morrendo por um dos 2 processos.
Ácidos Nucléicos
DNA e RNA, são alvos para ação de substâncias com ação anti-tumoral e anti-microbiana
Ex = ADRIMICINA. Exerce o efeito como agente intercalante do DNA e consequentemente promove uma alteração da estrutura do DNA, e essa molécula do DNA interrompe o seu processo de replicação do tumor. E a ADRIMICINA tem efeitos adversos, por não ter especificidade.
Existem classes de antibacterianos que atuam tbm sobre o RNA da célula tumoral. EX= Aminoglicosideos
Quais são as interações que se formam entre o fármaco e o alvo molecular ?
íon-íon
íon-dipolo
Dipolo-dipolo
Ligações de hidrogênio
VDW
Hidrofóbica
pi-stacking
Ligação covalente
Quando o fármaco entra no sítio de ligação, através da formação das interações intermoleculares, ele estimula na estrutura do biorreceptor, uma mudança na sua conformação e dependendo de qual foi o biorreceptor , isso vai interferir diretamente com o tipo de resposta que o fármaco vai desencadear.
Planejamento de fármacos com ação em receptores específicos
AGONISTA
Se planejo um agonista de receptor, eu preciso pensar na molécula que vá fazer interação intermoleculares com o sítio de ligação do receptor, que vai estimular a mudança de conformação, pois a mudança que vai resultar no sinal biológico
O fármaco deve ter os grupos ligantes corretos, que está relacionado com o grupo farmacofórico, que são os grupos funcionais que são indispensáveis para a atividade biológica do composto
Os fármacos deve ter os grupos ligantes posicionados corretamente. No caso dos enantiômeros tem os grupos funcionais corretos, mas a posição no espaço é errada, e ele não consegue fazer as interações intermoleculares necessárias para o efeito agonista
O fármaco deve ter o tamanho correto para o sítio ligante, se ela for muito grande corre o risco dela não conseguir entrar para dentro do sítio de ligação desse biorreceptor
O AGONISTA, dispara a resposta biológica ao interagir com o biorreceptor de membrana, porque ele induz uma mudança de conformação desse receptor e essa mudança ocorre para que mais interações intermoleculares possam se formar entre meu fármaco e entre a proteína receptora.
ANTAGONISTA
Se eu penso no planejamento de um fármaco que tem ação antagonista, eu preciso de uma substância que interaja com o sítio de ligação do receptor, mas que não induza a mudança de conformação, porque se não induzir a mudança o sinal não é passado para o interior da célula, então não perde o estímulo por cima da célula, só que ele fica ligado e não deixa o agonista natural ligar.
Ter um efeito antagonista, não significa não ter efeito! Ter uma ação antagonista, significa ter um efeito oposto.
O antagonista consegue interagir com o biorreceptor sem estimular a mudança de conformação, pois ele faz um número grande de interações e é por isso que o receptor não precisa mudar sua conformação para alcançar mais pontos de interações
Existem substâncias que são classificadas como:
Antagonista competitivos
Compete com o agonista pelo mesmo sítio de ligação
Antagonista NÃO - competitivo
Ele não vai se ligar ao mesmo sítio que o agonista natural, vai se ligar a um sítio vizinho/adjacente
modulação alostérica = o antagonista interage com o biorreceptor e muda a conformação do sítio e consequentemente muda tbm o sitio do agonista, impedindo-o de poder entrar. Dessa forma o receptor vai ser antagonizado.
efeito guarda-chuva = o sitio de ligação é muito próxima ao sítio do agonista, de forma que quando a molécula entra para dentro do seu sítio de ligação, sendo uma molécula volumosa, parte dela fica para fora e por impedimento estérico, ela bloqueia a entrada do sítio de ligação do agonista
Promovem as suas ações a partir do estabelecimento de interações intermoleculares com o seu biorreceptor, com o seu alvo molecular de ação é através dessas interações intermoleculares que um fármaco que é minha micromolécula vai conversar com a minha macromolécula biológica que é no lá biorreceptor o alvo molecular de ação do fármaco.
AGONISTAS PARCIAIS
Ele é capaz de fazer as interações intermoleculares, consegue induzir uma mudança mais discreta, uma mudança em menor proporção do que quando é um agonista 100% ou quando é um agonista natural.
AGONISTA NATURAL = abre completamente o canal iônico e portanto tenho um fluxo de íons em maior quantidade
AGONISTA PARCIAL = a mudança de conformação que ele induz na proteína é mais discreta, não abre o canal iônico todo e portanto tenho menor fluxo de íons. A resposta biológica tbm é parcial