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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS FACULDADE DE FARMÁCIA (FF/UFG) André Luiz Ribeiro (201704011) Antidepressivos Inibidores Seletivos da Recaptação de Serotonina (ISRS) Química Farmacêutica Medicinal GOIÂNIA 17 de Novembro de 2020 1 SUMÁRIO 1) INTRODUÇÃO 2 2) OBJETIVOS GERAIS 4 3) MÉTODOS 4 4) RESULTADOS E DISCUSSÃO 5 a) 5I6X - Paroxetina 5 Tabela 01: Relação Estrutura Atividade entre Paroxetina e Sítio Ativo 6 b) 6AWO - Sertralina 7 Tabela 02: Relação Estrutura Atividade entre Sertralina e Sítio Ativo 8 c) 6AWP - Fluvoxamina 9 Tabela 03: Relação Estrutura Atividade entre Fluvoxamina e Sítio Ativo 10 d) 5I71 ou 5l73 - (S) Citalopram 11 Tabela 04: Relação Estrutura Atividade entre Escitalopram e Sítio Ativo 11 Tabela 05: Comparação entre interações intermoleculares dos fármacos Paroxetina, Sertralina, Fluvoxamina e Escitalopram e seus respectivos coeficientes de partição (LogP pelo método ChemAxon). 13 5) CONCLUSÃO: 13 6) REFERÊNCIAS: 13 1) INTRODUÇÃO A classe de medicamentos cunhada como Inibidores Seletivos da Recaptação de Serotonina, ou ISRS (SSRI em Inglês), configura uma classe de antidepressivos que são tipicamente usados para o tratamento de Transtorno Depressivo Maior (TDM), transtornos de ansiedade e outros transtornos relacionados a uma desregulação dos níveis séricos de 5-HT endógenos. Figura 01: 5-Hidroxitriptamina (5-HT) ou Serotonina. Neurotransmissor envolvido no mecanismo de ação dos ISRS. 2 O mecanismo de ação dos ISRS pode ser descrito através do aumento dos níveis de 5-HT extracelular ao inibidor sua recaptação para o neurônio pré-sináptico, aumentando assim a concentração de serotonina biodisponível na fenda sináptica e consequente maior interação com receptores 5-HT, desencadeando resposta terapêutica adequada após algumas semanas desde início do tratamento. O grau de seletividade para outros transportadores de monoaminas (como a dopamina ou noradrenalina) é variável, embora a afinidade seja, de forma geral, desprezível; portanto, eles não aumentam a concentração de outros neurotransmissores diretamente, e por isso são chamados de inibidores seletivos. Há também a classe dos Inibidores Não Seletivos da Recaptação de Serotonina, que não será abordado neste relatório. Os inibidores do transportador da serotonina são usados em caso de depressão leve ou grave, ataques de ansiedade ou de pânico, transtorno obsessivo-compulsivo e distúrbio bipolar. Entretanto, nesse último, o uso de ISRS pode acarretar, ou induzir, a fase maníaca, portanto é preciso cautela e prescrição por parte do profisisonal adequado. Os ISRS são amplamentes estudados e sua relação estrutura-atividade pode ser resumida de acordo com a Figura 02: 3 Figura 02: Regras de relação estrutura e atividade para os ISRS. Fonte: (NEVES, Bruno. 2020.) 2) OBJETIVOS GERAIS - Identificar as principais interações intermoleculares formadas entre os ISRS e o sítio ativo da proteína transportadora de serotonina humana; - Identificar as principais diferenças e semelhanças entre os modos de ligação dos representes dos ISRS aqui citados; - Relacionar as interações intermoleculares identificadas para os ISRS com as regras de relação estrutura e atividade/seletividade - Identificar os principais metabólitos dos ISRS e relacioná-los com a redução de lipofilicidade, baixa permeabilidade em barreira hematoencefálica e tipo de excreção. 3) MÉTODOS As representações das estrutura-atividade dos antidepressivos aqui citados foram desenhados no programa MarvinSketch 20.19, e estudo posterior juntamente com as análises necessárias foram realizadas com o auxílio dos sites Drug Bank, Protein-Ligand Interaction Profiler (PLIP), Protein Data Bank (PDB) e outros. 4 4) RESULTADOS E DISCUSSÃO a) 5I6X - Paroxetina 1 Peso Molecular: 329.3654 g/mol Fórmula Molecular: C19H20FNO3 1 Código da Proteína de acordo com PDB 5 Tabela 01: Relação Estrutura Atividade entre Paroxetina e Sítio Ativo O metabolismo da Paroxetina ocorre principalmente no fígado e é largamente mediado por CYP2D6 com contribuições do CYP3A4 e possivelmente outras enzimas de citocromo. A maior parte da Paroxetina é oxidada em metabólitos de catecol e subsequentemente convertido em metabólitos de sulfato e glucurônico via metilação e conjugação. Seus metabólitos são considerados sem eficácia terapêutica. Figura 03: Metabolismo da Paroxetina Fonte: Drug Bank 6 Resíduo de AA AA Distância (A) Tipo de Interação 172A ILE 3,23 Interação Hidrofóbica 176A TYR 3,73 Interação Hidrofóbica 176A TYR 3,92 Interação Hidrofóbica 335A PHE 3,47 Interação Hidrofóbica 341A PHE 3,87 Interação Hidrofóbica 96A ALA 3,16 Ligação de Hidrogênio b) 6AWO - Sertralina Fórmula Molecular: C17H17Cl2N Peso Molecular: 329.3654 g/mol 7 Tabela 02: Relação Estrutura Atividade entre Sertralina e Sítio Ativo O Metabolismo da Sertralina acontece no fígado e possui um metabólito ativo principal. Ele sofre N-desmetilação para formar N-desmetilsertralina, que é muito menos potente em sua atividade farmacológica do que a sertralina. Além da N-desmetilação, o metabolismo da sertralina envolve a N-hidroxilação, a desaminação oxidativa e, finalmente, a glucuronidação. O metabolismo da sertralina é principalmente catalisado pelo CYP3A4 e CYP2B6, com alguma atividade responsável pelo CYP2C19 e CYP2D6. Figura 04: Metabolismo da Sertralina Fonte: Drug Bank 8 Resíduo de AA AA Distância (A) Tipo de Interação 95A TYR 3,83 Interação Hidrofóbica 172A ILE 3,53 Interação Hidrofóbica 172A ILE 3,47 Interação Hidrofóbica 176A TYR 3,95 Interação Hidrofóbica 335A PHE 3,49 Interação Hidrofóbica 335A PHE 3,15 Interação Hidrofóbica 341A PHE 3,57 Interação Hidrofóbica 341A PHE 3,98 Interação Hidrofóbica 335A PHE 2,19 Ligação de Hidrogênio c) 6AWP - Fluvoxamina Peso Molecular: 318.34 g/mol Fórmula Molecular: C15H21F3N2O2 9 Tabela 03: Relação Estrutura Atividade entre Fluvoxamina e Sítio Ativo Figura 04: Metabolismo da Sertralina Fonte: Drug Bank O metabolismo acontece principalmente no fígado. Não há metabólitos ativos. 10 Resíduo de AA AA Distância (A) Tipo de Interação 172A ILE 3,49 Interação Hidrofóbica 172A ILE 3,81 Interação Hidrofóbica 341A PHE 3,44 Interação Hidrofóbica 341A PHE 3,44 Interação Hidrofóbica 98A ASP 2,79 Ligação de Hidrogênio 336A SER 3,07 Ligação de Hidrogênio 439A SER 3,59 Ligação de Halogênio (de acordo com o PLIP, mas após conversa com o professor chegamos ao acordo que se trata de uma Ligação de Hidrogênio.) d) 5I71 ou 5l73 - (S) Citalopram Peso Molecular: 318.34 g/mol Fórmula Molecular: C20H21FN2O Tabela 04: Relação Estrutura Atividade entre Escitalopram e Sítio Ativo 11 Resíduo de AA AA Distância (A) Tipo de Interação 331A ALA 3,85 Interação Hidrofóbica 335A PHE 3,71 Interação Hidrofóbica 494A GLU 3,89 Interação Hidrofóbica 502A LEU 3,79 Interação Hidrofóbica O metabolismo do escitalopram é principalmente hepático, mediado principalmente pelo CYP2C19 e CYP3A4 e, em menor grau, pelo CYP2D6. A N-desmetilação oxidativa pelo sistema enzimático CYP resulta emS-desmetilcitalopram (S-DCT) e S-didesmetilcitalopram (S-DDCT) - esses metabólitos não contribuem para a atividade farmacológica do escitalopram e existem no plasma em pequenas quantidades relativas para o composto original (28-31% e <5%, respectivamente). Existem também algumas evidências de que o escitalopram é metabolizado em um metabólito do ácido propiônico pela monoamina oxidase A e B no cérebro, e que essas enzimas constituem a principal via de metabolismo do escitalopram no cérebro. Figura 05: Metabolismo do Escitalopram Fonte: Drug Bank 12 552A ILE 3,67 Interação Hidrofóbica 556A PHE 3,53 Interação Hidrofóbica 335A PHE 4,83 π-Stacking 335A PHE 4,42 π-Stacking 494A GLU 4,25 Ligação Iônica Tabela 05: Comparação entre interações intermoleculares dos fármacos Paroxetina, Sertralina, Fluvoxamina e Escitalopram e seus respectivos coeficientes de partição (LogP pelo método ChemAxon). Considerando o número de ligações hidrofóbicas, relação estrutura atividade intrínseca a cada fármaco e sítio ativo e respectivos LogP (ChemAxon), organiza-se por ordem de lipofilicidade: Sertralina > Escitalopram > Paroxetina > Fluvoxamina. 5) CONCLUSÃO: O estudo dos fármacos pelo método da química farmacêutica faz-se necessário em prol de melhor desenvolver novos protótipos que apresentam maior eficiência, segurança e menores efeitos adversos para a clínica. Ao reconhecer o contato intrínseco entre a farmacologia clínica e a química medicinal essa relação se torna essencial para que possa prever o comportamento dessas moléculas, seus possíveis efeitos farmacocinéticos e dinâmicos além de ser uma área de atuação muito importante para o profissional farmacêutico. 6) REFERÊNCIAS: CONTRIBUTORS, W. Selective serotonin reuptake inhibitor. In: Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Selective_serotonin_reuptake_inhibitor>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. 13 Interações Hidrofóbic as Ligações de Hidrogênio Ligações de Halogênio Pi-Stacking Ligação Iônica LogP Paroxetina 5 1 - - 3,15 Sertralina 8 1 5,15 Fluvoxami na 4 3 1 - 2,8 Escitalopra m 6 - - 2 1 3,76 https://en.wikipedia.org/wiki/Selective_serotonin_reuptake_inhibitor Escitalopram. Drug Bank. Disponível em: <https://go.drugbank.com/drugs/DB01175>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Escitalopram. Protein Ligand Interaction Profile. PLIP. Disponível em: <https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/30b1645b-f6a8-4594-bc6e- 5851ca7d4114>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Fluvoxamine. Drug Bank. Disponível em: <https://go.drugbank.com/drugs/DB00176>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Fluvoxamine. Protein Ligand Interaction Profile. PLIP. Disponível em: <https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/270eb45b-16a1-4475-ad58- e7e5cd7f1f47>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. NEVES, Bruno. Roteiro de Aula Prática. 2020. Química Farmacêutica Medicinal. QFM. Disponível em: <https://classroom.google.com/u/0/c/MTQyNDU0ODk3NjMz/a/MjIzMDAyNzE1NjA1/d etails>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Paroxetine. Drug Bank. Disponível em: <https://go.drugbank.com/drugs/DB00715>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Paroxetine. Protein Ligand Interaction Profile. PLIP. Disponível em: <https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/a36ef078-6c1e-4902-9925- 88eebdcf97e6>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Sertraline. Drug Bank. Disponível em: <https://go.drugbank.com/drugs/DB01104>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. Sertraline. Protein Ligand Interaction Profile. PLIP. Disponível em: <https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/782b826b-ad47-44fc-9c99- be2dc9227d54>. Acesso em 17 de Novembro de 2020. 14 https://go.drugbank.com/drugs/DB01175 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/30b1645b-f6a8-4594-bc6e-5851ca7d4114 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/30b1645b-f6a8-4594-bc6e-5851ca7d4114 https://go.drugbank.com/drugs/DB00176 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/270eb45b-16a1-4475-ad58-e7e5cd7f1f47 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/270eb45b-16a1-4475-ad58-e7e5cd7f1f47 https://classroom.google.com/u/0/c/MTQyNDU0ODk3NjMz/a/MjIzMDAyNzE1NjA1/details https://classroom.google.com/u/0/c/MTQyNDU0ODk3NjMz/a/MjIzMDAyNzE1NjA1/details https://go.drugbank.com/drugs/DB00715 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/a36ef078-6c1e-4902-9925-88eebdcf97e6 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/a36ef078-6c1e-4902-9925-88eebdcf97e6 https://go.drugbank.com/drugs/DB01104 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/782b826b-ad47-44fc-9c99-be2dc9227d54 https://projects.biotec.tu-dresden.de/plip-web/plip/result/782b826b-ad47-44fc-9c99-be2dc9227d54