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Cristlografia e suas aplicações

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Gabrieli Zago

on 12 December 2013

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Transcript of Cristlografia e suas aplicações

Cristalografia de fármacos
CRISTALOGRAFIA - INTRODUÇÃO
CRISTALOGRAFIA DE FÁRMACOS

Que técnica abordar?
POLIMORFISMO EM FÁRMACOS
O uso da Cristalografia para decifrar o veneno das serpentes
Os componentes da peçonha não são adequados para uso clínico, porém se as suas estruturas moleculares forem bem conhecidas, seria possível trocar uma parte da molécula para alterar sua ação sobre o organismo.
A modificação planejada na estrutura original de uma molécula poderá ter um uso terapêutico em muitas doenças.

Cristalografia no Brasil
1953 1960

1992

Um grupo de pesquisa da Fundação Hermínio Ometto, de Araras, está interessado em isolar um grupo de enzimas do veneno da serpente
Crotalus durissus terrificus
, a bem conhecida cascavel. A cristalografia por difração de raios X está sendo usada para elucidar as estruturas tridimensionais das proteínas selecionadas.
De acordo com o grupo,
as enzimas L-aminoácido-oxidases (LAAOs)
, que conferem ao veneno da serpente uma tonalidade amarelo-âmbar,
apresentaram potencial citotóxico, bactericida e antiparasitário in vitro
.

Elas têm sido descritas como
indutoras de uma série de efeitos tóxicos
em sistemas biológicos, como agregação plaquetária, hemorragia, edema e apoptose.
Uma droga desenvolvida a partir de pesquisas realizadas no campus de São José do Rio Preto pode se tornar uma nova alternativa de combate aos efeitos do veneno de serpentes como a cascavel e a jararaca.
O fármaco foi produzido por meio de alterações na molécula do
Polietilenoglicol
(laxante e componente de produtos de higiene).
O produto obtido dessa mudança evita o processo de necrose que ocorre na região da picada, causado pela enzima
Fosfolipase A2
, presente no veneno dessas serpentes.
A substância atualmente está em fase de testes em seres humanos.
“No futuro, a droga poderá ser um importante complemento terapêutico ao soro antiofídico”,
prevê o físico Raghuvir Krishnaswamy Arni.

Arni liderou os trabalhos que elucidaram o funcionamento da molécula da
Fosfolipase A2
, o que permitiu fazer as mudanças adequadas no Polietilenoglicol para anular o efeito dessa enzima.
Watson e Crick
determinam
a estrutura da
dupla-hélice
do DNA
.
Resolução da primeira
estrutura cristalográfica
de uma proteína, a
mioglobulina
.
Pela primeira vez uma proteína foi
inteiramente caracterizada no Brasil por meio da
cristalografia
.
O uso da cristalografia deu um salto em 2000, com o lançamento do projeto
Genoma Estrutural
.


Estudo da
estrutura tridimensional
das proteínas, que estao codificadas nos
genes
.


Desvendar a estrutura tridimensional das proteínas relacionadas aos tipos de
câncer
mais comuns no Brasil
*glucosamina-6-fosfato desaminase da bactéria Escherichia coli
Hoje, o Brasil ocupa a
nona posição do mundo
em relação às vendas
de medicamentos.

Grande parcela da população ainda
não tem acesso
aos
medicamentos essenciais.


A indústria farmacêutica nacional é quase que completamente
dependente
dos produtos e de matérias-primas produzidos por outros países.
(EUA, Europa, Japão, China e Índia)
(50% da população)
O interesse pelos estudos das propriedades medicinais das plantas, vem sendo explorado extensivamente pelos
pesquisadores brasileiros
e, mais recentemente, pela
indústria farmacêutica
, interessada em desenvolver novos
medicamentos
.
(O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo)
As publicações brasileiras na área de plantas passaram de
24
entre 1984-1986 para
1.431
entre 2002-2004.
O Brasil é o
líder absoluto
das publicações internacionais na área de plantas na
América Latina
.
(41,6%)
O que é cristalografia?
É uma técnica empregada nas pesquisas da biologia estrutural que permite estudar a organização estrutural e funcional das proteínas em nível molecular e atômico.
Como é feita a imagem da densidade eletrônica?
Esse processo consiste em submeter cristais de proteínas à radiação de alta energia na região de raios X não visível a olho nu.
Desafio
Problemática: Obter os cristais das proteínas de interesse
Solução
Produção de proteínas ativas na proporção que garanta a realização das pesquisas.
Como?

Induz-se uma mutação genética na bactéria Escherichia coli, em seu ato de reprodução, produz a proteína rara com as informações implantadas.
Desde que a mioglobina foi descoberta por meio da cristalografia no Estados Unidos em 1960, começou uma evolução pararela no setor empresarial, embora no Brasil poucas empresas invistam em pesquisa de novos fármacos, a principal área em que a cristalografia tem sido aplicada
Parcerias Universidades-Empresas -> apenas um produto classificado como rentável pelas empresas recebe apoio financeiro e ser fabricado em escala comercial
Watson - Biólogo
Crick - Físico
Kendrew - Químico
Obrigado !
Analisando a estrutura tridimensional das proteínas é possível auxiliar na fabricação em novos fármacos ou esclarecer o desenvolvimento de alguns tipos de câncer.
Eram poucos os centros de pesquisa que usavam a técnica cristalografia, mas com o passar do tempo a sua influência cresceu.
A técnica mais adequada é a cristalografia de raio x.
Eficiência do remédio
A relação parasita e hospedeiro deve ser interrompida, a medicação deve matar o parasita primeiro, sem interferir no segundo.
Cristais
Sólidos constituídos, microscopicamente, pela repetição organizada de um motivo, compostos de átomos, formando uma estrutura ordenada tridimensional.
Apresenta uma identidade básica que caracteriza: uma cela unitária, a menor subcomponente de uma estrutura cristalina.
Definição: habilidade de uma substância de existir no estado sólido com, no mínimo duas estruturas cristalinas diferentes. Sendo assim cada polimorfo é uma fase cristalina distinta.
Muitas das propriedades físico-químicas de um sólido variam quando a estrutura cristalina deste é alterada:

1- Densidade,
2- Dureza,
3- Ponto de Fusão,
4- Pressão de vapor,
5- Solubilidade,
6- Estabilidade física,
7- Estabilidade química .
Como consequência, muitas das propriedades importantes para o fármaco podem ser afetads, dentre elas, pode-se destacar:
1- Velocidade de dissolução
2- Densidade aparente e verdadeira,
3- Morfologia do cristal,
4- Estabilidade química e física.
O polimorfismo tem contribuído significativamente para a variabilidade em produtos com desempenho na indústria farmacêutica.
Angelica Amaral Ferreira
Caio Critovão Carvalho
Gabrieli Zago
Jennifer Ferreira
Ligia Mayumi Abe
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