Muitos medicamentos são derivados de produtos naturais. Mas antes que os produtos naturais possam ser explorados, os químicos devem primeiro determinar sua estrutura e estereoquímica. Isso pode ser um grande desafio, particularmente quando as moléculas não podem ser cristalizadas e contêm apenas alguns átomos de hidrogênio. Um novo método baseado em NMR, desenvolvido no Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), agora simplifica a análise e produz resultados mais precisos. O trabalho foi publicado no Jornal da American Chemical Society .

Os produtos naturais estão presentes nos antibióticos, analgésicos e drogas contra o câncer, desempenhando um papel fundamental em cerca de 60 por cento de todos os medicamentos aprovados pela FDA. Plantas, fungos e organismos marinhos sésseis são fontes particularmente promissoras, porque muitos deles possuem defesas químicas para deter predadores. Contudo, a identificação de candidatos potenciais a drogas é um desafio. Primeiro, os pesquisadores devem determinar com precisão a estrutura e a estereoquímica (o arranjo espacial dos átomos) das moléculas. Sem esta informação, os químicos serão incapazes de sintetizar as moléculas e transformá-las em drogas. Além disso, a estrutura é necessária para estabelecer se a molécula foi descoberta anteriormente.

Além do método de difração de raios-X, que só pode ser aplicado às moléculas cristalizáveis, os químicos geralmente usam espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) para determinação da estrutura. Mais recentemente, o parâmetro baseado em NMR "anisotropia de deslocamento químico residual" assumiu uma importância particular neste contexto. Estudos dos últimos dois a três anos mostraram que esse parâmetro facilita a determinação muito precisa da estrutura e da estereoquímica das moléculas orgânicas. Contudo, isso requer o uso de instrumentos especiais que não estão disponíveis em todos os laboratórios. E depois há a questão dos métodos demorados de análise envolvidos na análise de dados.

Método simplificado produz resultados mais precisos

Pesquisadores do Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) desenvolveram agora um método que permite que a anisotropia de desvio químico residual seja medida com muito mais facilidade e eficácia. Parceiros da China (Instituto de Oceanologia, Academia Chinesa de Ciências e Universidade Central do Sul para Nacionalidades) e Brasil (Universidade Federal de Pernambuco) também estiveram envolvidos no trabalho, que agora foi publicado no Jornal da American Chemical Society .

"O método baseado em NMR que desenvolvemos permite que os químicos determinem a estereoquímica de novos produtos naturais com maior precisão e eficiência, "explicou o Dr. Han Sun da FMP, quem conduziu o estudo. " Além disso, o método é muito fácil de usar, tornando-o acessível a todos os químicos. "

O experimento envolve reunir produtos naturais com um peptídeo disponível comercialmente com uma sequência de AAKLVFF. Dissolvido em metanol, os peptídeos são transformados em cristais líquidos, dando aos produtos naturais uma orientação fraca no campo magnético. "Esta orientação particular nos permite medir a anisotropia de deslocamento químico residual das moléculas como um parâmetro, que, por sua vez, fornece informações precisas sobre sua estrutura e estereoquímica, "afirmou o químico Sun, descrevendo o novo método.

O exemplo da talidomida mostra como é importante determinar a estereoquímica dos compostos corretamente. Além de ter efeito sedativo (hipnótico), o composto talidomida também tem um efeito adverso no desenvolvimento, que é atribuível às suas duas formas de imagem espelhada (R) -talidomida e (S) -talidomida.

Análise de produtos naturais exóticos do oceano

Para seu estudo atual, os pesquisadores usaram um produto natural até então inexplorado:a espiroepicoccina A foi isolada de microrganismos marinhos pelos parceiros chineses. A substância, obtido a partir de uma profundidade de mais de 4, 500 metros, tem apenas alguns átomos de hidrogênio ligados a seus estereocentros, representando um desafio para os métodos de NMR estabelecidos. Graças ao novo método de medição, Contudo, a estrutura e a estereoquímica do produto natural foram elucidadas de forma inequívoca. "Mesmo que nosso método nos permita medir apenas a estereoquímica relativa e não a estereoquímica absoluta ainda, nosso trabalho dá uma contribuição importante para simplificar a determinação de produtos naturais desafiadores, "comentou Sun. Parece que as empresas farmacêuticas já manifestaram interesse" porque o método acelera o desenvolvimento de novos medicamentos, que também é o nosso objetivo. "