Questionários de Química Farmaceutica I - revisão para a prova I

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QUESTIONÁRIO 1 - Alvos
Moleculares e o Processo de
Interação
1.Toda a doença possui uma via
bioquímica que instaura o processo
patológico o qual se
manifestam como sintomas anômalos
(resposta). Esse processo é mediado
por rotas de sinalização específica
com o envolvimento de alvos
(proteicos ou não) responsáveis
diretos pela instauração da doença.
Através do planejamento de estruturas
químicas
(design) podemos propor a síntese de
estruturas que vão interagir com o alvo
macromolecular e, assim, obter
estruturas químicas candidatas a
fármacos (hits). Quanto
mais eficientes forem as
_____________________ das
moléculas propostas em
relação ao alvo molecular maior será a
efetividade da mesma em relação à
doença a ser
tratada.
Resposta: Interação intermoleculares
2. A estabilidade complexo
fármaco-alvo molecular é proporcional
à :
Resposta: Atividade
3. Otimizar a atividade de estruturas
químicas é o mesmo que:
Resposta: Otimizar a força e o número
das interações
4. São consideradas interações de
Van der Waals:
Resposta: Dispersões de London
5. "Quando um substrato se liga a uma
enzima, um medicamento adere ao
seu alvo, ou os sinais se propagam
entre células, interações altamente
seletivas ocorrem entre os parceiros
para controlar o processo." Esse
processo é governado pela (s):
Resposta: Interação intermoleculares
6. A química "além da molécula" é
chamada de:
Resposta: Química supramolecular
7. _______________ abrange um
conjunto de fenômenos que podem
ser mais precisamente, mas menos
economicamente descrito como sendo
controlado por interações não
covalentes específicas.
Resposta: Reconhecimento molecular
8. Marque a teoria que condiz com o
seguinte conceito: "A enzima possui
uma região complementar à estrutura
do substrato em tamanho, forma e
natureza química."
Resposta: Chave-fechadura
9. Marque a teoria que condiz com o
seguinte conceito: "A ligação do
substrato induz a uma mudança
conformacional na enzima que resulta
em um encaixe complementar depois
que o substrato é ligado."
Resposta: Encaixe induzido
10. Marque a teoria que condiz com o
seguinte conceito: "O estado nativo é
um conjunto de conformações onde as
mudanças conformacionais podem
ocorrer antes da interação. O ligante
(fármacos) interage com o alvo neste
conjunto de conformações flutuantes."
Resposta: Equilíbrio pré-existente
11. O aumento do número de ligações
de hidrogênio e interações de Van der
Waals de um fármaco com o seu alvo
molecular produz:
Resposta: Redução da entalpia
12. O aumento de grupos químicos
polares em moléculas candidatas a
fármacos aumenta sua solubilidade e
causa:
Resposta: Aumento da entalpia
13. O aumento de grupos químicos
apolares em moléculas candidatas a
fármacos reduz sua solubilidade e
causa:
Resposta: Aumento da entalpia
14. O aumento da rigidez tanto dos
alvos moleculares como dos ligantes
(fármacos) após o evento de ligação
produz:
Resposta: Redução da entropia
15. Se o raio de Van der Waals do
hidrogênio de uma hidroxila é 0,4
angstrons e o raio de Van der Waals
do oxigênio de uma molécula de água
é 1,2 angstrons. Qual a distância
máxima entre os núcleos químicos
para que possa existir a formação de
uma ligação de hidrogênio?
Resposta: 1,6 angstrons
16. Sabendo que raio de Van der
Waals do hidrogênio é 0,4 angstrons e
o raio de Van der Waals do oxigênio é
1,2 angstrons (questão anterior). Se
os átomos estiverem distanciados 1,8
angstrons haverá a formação de uma
ligação de hidrogênio.
Resposta: Não
QUESTIONÁRIO 2 - Interações
Intermoleculares (parte I)
1. Porque a química farmacêutica
medicinal deve ser considerada uma
disciplina multidisciplinar?
Resposta: A química medicinal
congrega conhecimentos de várias áreas
do saber para o planejamento, obtenção e
desenvolvimentos de estruturas químicas
capazes de tornarem-se alternativas
terapêuticas para combate de doenças.
Os conhecimentos envolvem
disciplinas como: biologia molecular,
bioinformática, síntese
orgânica/inorgânica e
farmacologia.
2. Onde atuam os fármacos e quais
são os seus principais alvos
moleculares?
Resposta:Os fármacos atuam sobre
macromoléculas específicas conhecidas
como alvos moleculares os quais estão
diretamente envolvidos no processo de
desenvolvimento da doença a ser tratada.
Os principais alvos são enzimas,
receptores acoplados a proteínas G,
ácidos nucleicos, canais iônicos e
transportadores.
3. Explique as inter-relações do
diagrama abaixo:
Resposta: Toda a doença possui uma
via bioquímica que instaura o processo
patológico o qual se manifesta como
sintomas anômalos (resposta). Esse
processo é mediado por rotas de
sinalização específica com o envolvimento
de alvos (proteicos ou não) responsáveis
diretos pela instauração da doença.
Através do planejamento de estruturas
químicas (design) podemos propor a
síntese de estruturas que vão interagir
com o alvo macromolecular e, assim,
obter estruturas químicas candidatas a
fármacos (hits). Quanto mais eficientes
forem as interações intermoleculares das
moléculas propostas em relação ao alvo
molecular maior será a efetividade da
mesma em relação à doença a ser
tratada.
4. Explique a seguinte afirmação: a
estabilidade do complexo
fármaco-alvo molecular é proporcional
à atividade.
Resposta: Quanto maior for a
estabilidade de um fármaco em relação a
seu alvo maior será a força das interações
intermoleculares entre ambos. Assim,
maior será a efetividade da molécula em
relação ao seu efeito farmacológico.
5. Explique o que se entende por
química supramolecular.
Resposta: Química supramolecular é
um ramo da química que estuda as
interações intermoleculares não
covalentes. Está interessada nos modos
de interação intermolecular e na
estabilidade dos complexos formados.
6. Explique cada um dos fatores que
afetam o reconhecimento do fármaco
pelo seu alvo molecular.
Resposta: Complementaridade – As
interações intermoleculares são
realizadas mediante a complementaridade
espacial e química das moléculas
envolvidas na interação. Termodinâmica –
As interações intermoleculares são
governadas termodinamicamente. O
processo será favorável sempre que a
energia livre de Gibbs for negativa.
Fatores físicoquímicos – entre os
principais fatores atuantes no processo de
reconhecimento molecular estão a
lipofilicidade, padrão eletrônico de
substituição das moléculas e volume
molecular.
7. Correlacione as interações abaixo:
Resposta: Interações iônicas;
B-Ligações de hidrogênio; C-Interações
de empilhamento Π-Π.
8. Marque a resposta que forneça o
tipo de interação presente no
complexo abaixo:
Resposta: Dipolo-dipolo induzido.
9. As duas interações abaixo são
interações de Van der Waals.
Identifique cada um deles e explique a
sua formação.
Resposta: Dispersões de London –
Formada entre moléculas apolares é
estabelecida devido à formação de
polos transientes produzidos pelas
deformações das nuvens eletrônicas
dos átomos envolvidos. Dipolo-dipolo
– Formada entre moléculas que
apresentam polos formais (moléculas
polares). Uma será o polo negativo e a
outra o polo positivo.
10. Marque a resposta que forneça o
tipo de interação presente no
complexo abaixo:
Resposta: Dipolo – Dipolo
11. A representação abaixo se aplica a
qual tipo de interação intermolecular?
Resposta: Ligações de hidrogênio
12. A interação abaixo é formada por
halogênios e doadores de densidade
eletrônica. Explique como os átomos
de halogênios podem atuar como
receptores dessa densidade.
Resposta: Os halogênios apresentam o
sigma-hole (buraco sigma) ao longo do
eixo das ligações covalentes que é
deficiente em elétrons (parcialmente
positivo). Essa parte do átomo de
halogênio recebe a densidade eletrônica
de átomos com pares de elétrons livres,
produzindo a interação.
13. Quais as características básicas
da interação abaixo:
Resposta: As interações hidrofóbicas
são interações que ocorrem devido a uma
reorganização termodinamicamente
favorecida do sistema reduzindo o contato
entre superfícies apolares e o ambiente
aquoso. Não são interações consideradas
atrativas ou repulsivas.
14. Explique qual o tipo de interaçãoque o fármaco Flurbiprofeno, realiza
com a enzima PGHS1.
Resposta: O fármaco flurbiprofeno
realiza uma ponte salina formada por
uma interação iônica e uma ligação de
hidrogênio ou, nesse caso, ponte de
hidrogênio.
15. Quais as interações
intermoleculares formadas no
reconhecimento molecular do antiviral
Saquinavir pelo sítio da protease do
HIV-1.
Resposta: São todas ligações de
hidrogênio.
QUESTIONÁRIO 3 - Interações
Intermoleculares (parte II)
1. Os fármacos que agem pela
inibição covalente do seu alvo
molecular são considerados:
Resposta: Inibidores irreversíveis
2. O processo de inibição abaixo está
relacionado à inibição?
Resposta: Inibição covalente
3. No processo de inibição abaixo as
letras A e B estão relacionadas,
respectivamente a:
Resposta:Seletividade e Potência
4. No mesmo processo de inibição, a
letra B corresponde a formação do
complexo fármaco-alvo pela formação
de que tipo de ligações.
Resposta: Ligações Covalentes
5. Marque a resposta que forneça o
tipo de interação presente no
complexo abaixo:
Resposta: Ligações Covalentes
6. Explique a afirmação: a toxicidade
de moléculas de fármacos é
proporcional a sua toxicidade.
Resposta: A questão deveria ser a
seguinte: “A toxicidade de moléculas de
fármacos é proporcional a sua
reatividade.” Quanto mais reativa for uma
substância maior será a probabilidade de
a mesma produzir reações com
biomoléculas importantes gerando
eventos de toxicidade.
7. Comente sobre a toxicidade de
moléculas que agem via inibição
covalente de seus alvos moleculares.
Resposta: Essas moléculas podem
promover reações inespecíficas com
macromoléculas diferentes do seu alvo
molecular primário. Assim, os eventos de
toxicidade podem ser gerados.
8. Porque a inibição covalente gera a
irreversibilidade do complexo do
fármaco-alvo molecular?
Resposta: As ligações covalentes
possuem energia na ordem de 100-200
kcal/mol, o que torna essas ligações
irreversíveis em condições fisiológicas
normais e sem o auxílio enzimático
durante a meia vida da macromolécula.
9. A estrutura abaixo é do fármaco
cimetidina. Esse fármaco é um
antagonista dos receptores H2.
Assinale com um círculo os
grupamentos químicos com a
capacidade de atuarem como
doadores de ligações de hidrogênio
com o receptor.
Resposta: HN, HN, NH
10. Explique os modelos de
reconhecimento molecular;
chave-fechadura, encaixe induzido e
equilíbrio pré-existente.
Resposta: Chave-fechadura – modelo
proposto por Emil Fisher comparando o
encaixe de uma proteína e seu ligante
como uma chave em relação a sua
fechadura. Esse encaixe seria específico
e complementar. Encaixe Induzido –
modelo proposto por Daniel Koshland
onde a interação com o ligante induz a
uma mudança conformacional na
macromolécula que resulta em um
encaixe complementar. Equilíbrio
pré-existente - o estado nativo da
macromolécula é um conjunto de
conformações onde as mudanças
conformacionais podem ocorrer antes da
interação. O ligante interage em
possibilidades diversas de estado
conformacionais governados pela
estabilidade dos mesmos.
11. Explique as principais virtudes e
falhas do modelo proposto por Emil
Fischer.
Resposta: As principais virtudes são nos
dar a ideia de complementaridade e de
especificidade do processo de interação.
As principais falhas são remeter a um
processo estático com a impossibilidade
de estabilização do estado de transição.
12. O propranolol apresenta
grupamentos químicos que
possibilitam a formação de interações.
Resposta: Interações hidrofóbicas e
ligações de hidrogênio
QUESTIONÁRIO 4 - Farmacóforos
1. O que pode ser entendido por
grupo farmacofórico em uma estrutura
química estudada como possível
fármaco?
Resposta: Grupos funcionais presentes
na molécula essenciais para ligação com
o alvo.
2. A determinação dos grupamentos
farmacofóricos pode definir:
Resposta: A posição e a conformação
relativa dos grupos.
3. A definição dos grupos
farmacofóricos é importante para:
Resposta:
4. Considerando o farmacóforo em 2D,
assinale a alternativa correta.
Resposta: O planejamento e otimização
estrutural; determinação da conformação
ativa da molécula.
5. Conhecendo os grupos
farmacofóricos pode-se:
Resposta: Definir o esqueleto molecular
mínimo para a atividade; obter as
distâncias e conformações dos grupos
essenciais para a atividade; simplificar a
molécula retirando os grupo que não
relacionados com a atividade; buscar
moléculas com as mesmas características
físico-químicas explicitadas pelos grupos
farmacofóricos.
6. O farmacóforo 2D permite que o
farmacêutico medicinal possa:
Resposta:
7. O que se entende por conformação
ativa:
Resposta: Encontrar moléculas com as
mesmas características observadas no
farmacóforo; conhecer os tipos de
interações que devem ser realizadas entre
os candidatos a fármacos e os alvos
moleculares.
8. Determinar a conformação ativa
permite:
Resposta: Produzir moléculas com a
conformação ativa restrita.
QUESTIONÁRIO 5 - Otimização das
Interações fármaco-alvo Molecular
1. Otimizar as interações com o alvo
molecular produz:
Resposta: Aumento da atividade e
redução do nível de doses; aumento da
seletividade e da seletividade e redução
dos efeitos colaterais
2. São estratégias usadas para
otimizar as interações com o alvo
molecular:
Resposta: Variar substituintes alquílicos;
variação de anéis; simplificação
molecular; extensão de cadeias laterais
3. A variação do tamanho e volume do
grupo alquílico pode introduzir
seletividade. A afirmação é
considerada:
Resposta: A afirmação é verdadeira
4. A variação da posição de
substitutos em anéis aromáticos altera
o modo de interação e produz
complexos proteína-ligante mais
instáveis. A afirmação é considerada:
Resposta: A afirmação é falsa
5. Qual o objetivo da extensão de
cadeias laterais em moléculas
candidatas a fármacos?
Resposta: Explorar novas regiões de
interação e aumentar a estabilidade do
complexo proteína-ligante
6. A extensão de cadeias laterais pode
alterar a atividade de uma molécula.
Por exemplo, um agonista pode
originar um antagonista pelo uso
dessa técnica. A afirmação é:
Resposta: A afirmação é verdadeira
7. A variação de anéis pode ser
utilizada para:
Resposta: Aumentar a estabilidade do
complexo proteína-ligante; produzir
estruturas que estão fora da cobertura de
patentes - me too
8. A troca bioisostérica é uma troca de
grupos funcionais que retém a mesma
atividade farmacológica sem manter
necessariamente a mesma valência.
Resposta: A alternativa é verdadeira
9. Sobre a simplificação molecular,
marque a alternativa correta.
Resposta: Moléculas líderes a partir de
fontes naturais são difíceis de sintetizar e
a simplificação molecular pode ser de
grande importância; simplificar a estrutura
torna o processo mais rápido, fácil e
barato; moléculas simplificadas podem ter
ações farmacológicas aumentadas
10. O método de simplificação
molecular:
Resposta: Retém o farmacóforo; remove
grupos auxofóricos; pode aumentar o
número de conformações possíveis
11. A rigidificação molecular pode
levar ao aumento da afinidade da
molécula pelo alvo molecular. Esse
aumento de afinidade está relacionado
ao:
Resposta: Aumento da entropia
12. "A rigidificação molecular pode
reduzir os efeitos colaterais de uma
molécula candidata a fármaco, uma
vez que várias conformações levam a
possibilidade de interação com alvos
diversos." A afirmação é:
Resposta: A afirmação é verdadeira
PRÉ PROVA - Revisão geral
1. Sobre as interações
intermoleculares, marque a alternativa
correta:
Resposta: Interações iônicas são
proporcionais à carga formada pelo grupo
químico. Quanto maior a carga maior a
força da interação
2. Fale sobre os conceitos abaixo:
Interações Π-Π (Pi-Pi): Interações
entre sistemas que contém elétrons em
orbitais
Interações de London: Interações
entre duas moléculas ou partes
moleculares apolares com poros
instantâneos
Ligações de hidrogênio: Interação
entre um átomo eletronegativo que
contém um átomo de hidrogênio e um
doador de densidade eletrônica
Interações por ligações de
halogênios: Interações que utilizam o
sigma-hole comoaceptor de densidade
eletrônica
3. Aumentar o número e a força das
interações intermoleculares com alvo
farmacológico é uma função do
farmacêutico medicinal na otimização
das propriedades de uma molécula.
Considerando a rigidificação de uma
estrutura química, marque a
alternativa correta.
Resposta: Estruturas mais rígidas
apresentam maior seletividade, pois estas
conseguem assumir um número menor de
conformações e com isso acessam um
número menor de possíveis "parceiros de
interação"
4. Marque a alternativa que contenha
a melhor definição para o conceito de
farmacóforo de uma estrutura química
candidata a fármaco
Resposta: São os grupos químicos
responsáveis pelas interações
intermoleculares com o alvo
farmacológico
5. A classe pirazolona-quinolínica
apresenta capacidade de inibição de
um processo catalítico. Estudos
observaram que os isômeros clorados
(figura abaixo) apresentam níveis de
afinidade diferentes in vitro (IC50) em
relação aos receptores. Dado: IC50 =
concentração do composto que é
requerida para 50% de inibição in
vitro. Marque a alternativa que
contenha o grupo químico que pode
atuar como aceptor de ligação de
hidrogênio nas estruturas abaixo
Resposta: Carbonilas; cloros; anéis
aromáticos e nitrogênios
6. O piroxican (Feldene®) apresenta
grupamentos químicos que
possibilitam a formação de interações
intermoleculares como:
Resposta: Interações hidrofóbicas e
ligações de hidrogênio
7. Existe um equilíbrio fino necessário
para as interações intermoleculares de
um neurotransmissor com o seu
receptor. Qual das seguintes
afirmações expande melhor este
conceito?
Resposta: As interações
intermoleculares devem ser
suficientemente fortes para que o
neurotransmissor ligue-se o tempo
suficiente para ter um efeito, mas não
muito forte, para que o mesmo não
continue ligado permanentemente
8. A estrutura abaixo é do enaprilato o
qual interage com o sítio catalítico da
enzima conversora de angiotensina
(ECA). Considerando o sítio de
interação na ECA. Assinale a
alternativa que contemple os tipo de
interações intermoleculares
observadas nos sítios S1 e S1’.
Resposta: Interações hidrofóbicas
9. O paracetamol (estrutura abaixo) é
um anti-inflamatório não esteroide
(NSAID). Os grupos funcionais
presentes na sua estrutura química
possibilitam a formação de quais tipos
de interações intermoleculares:
Resposta: Ligações de hidrogênio e
Interações Π-Π (Pi-Pi)
10. A classe pirazolona-quinolínica
apresenta capacidade de inibição de
um processo catalítico. Estudos
observaram que os isômeros clorados
(figura abaixo) apresentam níveis de
afinidade diferentes in vitro (IC50) em
relação aos receptores. Dado: IC50 =
concentração do composto que é
requerida para 50% de inibição in
vitro. Qual destes isômeros de posição
apresenta a estrutura de menor
afinidade pelo alvo molecular?
Resposta: 3
11. Considerando os parâmetros
ENTÁLPICOS relacionados com as
questões termodinâmicas do processo
de interação fármaco-alvo molecular;
marque a alternativa correta.
Resposta: A energia de desolvatação
polar e apolar é uma penalidade entálpica
que contribui para uma baixa interação do
ligante em relação ao alvo molecular
12. Na figura abaixo estão descritas as
estruturas químicas de alguns
compostos químicos, bem como as
suas constantes de inibição (Ki) em
relação à enzima timidilato sintetase
humana. Considerando a ordem de
potência dos compostos, assinale a
alternativa que descreva a possível
interação intermolecular adicionada
com as modificações estruturais que
conduziram ao composto de maior
atividade inibitória.
Resposta: Ligações de Halogênios