Estudo do mecanismo do nitrofeniletano na prostaglandina-endoperóxido sintase e relação estrutura-propriedade de nitroderivados

Estudos anteriores sugerem que o óleo essencial da Aniba canelilla contendo altos níveis de 1-nitro-2-feniletano apresenta atividade antinociceptiva, antiinflamatória e hipotensora. Um estudo teórico de correlação entre estrutura química versus atividade biológica do 1-nitro-2-feniletano e a prostaglandinaendoperóxido sintase foi realizado. Além disso, foi feita uma análise conformacional do nitrofeniletano, bem como modificações em sua estrutura química, obtendo-se derivados nitroestirenos e cinamatos, para a posterior avaliação da relação estrutura-propriedade. A análise conformacional do nitrofeniletano foi realizada usando o método DFT/B3LYP com o conjunto de base 6-31G(d) através da variação da torção do angulo dihedro entre as ligações dos carbonos C₁-C₂ ligadas aos grupos fenila e nitro, com variação de intervalos de 5°, na faixa de 0° a 180°, visando a busca dos confôrmeros de menor energia. O confôrmero de 180º do dihedro O₂N-C₁-C₂-C₆H₅ foi significativamente mais estável e isto pode ser explicado em termos do equilíbrio pela presença de sete geometrias de mais baixas energias. A análise de HOMO e LUMO mostra que os grupamentos fenila e metileno contribuem para a formação deste orbital. O cálculo de energia e determinação de propriedades eletrônicas relacionadas com o mecanismo de interação com a ciclooxigenase demonstrou boa correlação entre os grupos nitro e carboxílico, os quais podem ser classificados como bioisósteros. Os resultados das propriedades físico-químicas calculadas indicam uma maior correlação do nitrofeniletano com o ácido acetilsalicílico, podendo ter seu mecanismo de ação relacionado através de interações com a Arg-120 e Ser-530.Cálculos realizados com a guanidina protonada pelo DFT/B3LYP/6-31G(d,p) parao complexo contendo o grupo carboxilato exibem uma energia de interação mais favorável, com valor de -136,34 kcal/mol, quando comparado com a molécula contendo o grupo nitro, com valor de -12,84 kcal/mol, o que pode explicar a maior efetividade da indometacina, semelhante aos resultados biológicos. Os derivados do nitrofeniletano apresentaram uma relação estrutural com derivados de cinamatos, diferindo nas propriedades redox, o que pode favorecer o desenvolvimento de estruturas protótipo como moléculas bioativas a partir destes esqueletos moleculares.

ABSTRACT: Previous studies suggest that the essential oil of Aniba canelilla containing high levels of 1-nitro-2-phenylethane has antinociceptive activity, anti-inflammatory and hypotensive. A theoretical study of correlation between chemical structure versus biological activity of 1-nitro-2-phenylethane and prostaglandin-endoperoxide synthase was performed. In addition, an analysis of the conformational nitrophenylethane as well as changes in their chemical structure resulting in cinnamates and nitrostyrenes derivatives, for further evaluation of structureproperty. The conformational analysis was performed using the nitrophenylethane DFT/B3LYP the method with the basis set 6-31G (d) by varying the twist angle between the links of dihedro carbons C1-C2 linked to the phenyl and nitro groups, ranging from 5 ° intervals in the range of 0° to 180° in order to search for the lowest energy conformers. The conformer of the 180° dihedron O2N-C6H5-C1-C2 was significantly more stable and this can be explained in terms of the balance by the presence of seven geometries of lower energies. The HOMO and LUMO analysis shows that the phenyl and methylene groups contribute to the formation of this orbital. The calculation of energy and determination of electronic properties related to the mechanism of interaction with the cyclooxygenase showed a high correlation between nitro and carboxylic groups, which can be classified as bioisosters. The results of physico-chemical calculations show a greater correlation of the nitrophenylethane with acetylsalicylic acid, which may have related to its mechanism of action through interactions with Arg-120 and Ser-530. Calculated with the protonated guanidine by DFT/B3LYP/6-31G (d, p) for the complex containing the carboxylate group exhibit more favorable interaction energy with a value of -136.34 kcal / mol, compared with the molecule containing the nitro group with a value of -12.84 kcal / mol, which may explain the greater effectiveness of indomethacin, similar to biological outcomes. Nitrophenylethane derivatives showed a structural relationship with cinnamates derived from differing in the redox properties, which may favor the development of prototype structures and bioactive molecules from these molecular skeletons.