Design computacional de novos biomateriais inibidores de urease
Complexos de inclusão; Ciclodextrinas; Calixarenos; Fosforamidatos; Teoria do Funcional de Densidade, Métodos Semi-Empírico.
As ureases são enzimas que catalisam a hidrólise da ureia, um processo que na agricultura leva a perdas significativas de nitrogênio (N) por volatilização da amônia quando fertilizantes ureicos são aplicados ao solo. Visando mitigar este problema e aumentar a eficiência da fertilização, são empregados inibidores de urease (IUs) para estabilizar a ureia. Apesar do vasto interesse científico e do desenvolvimento de diversos inibidores ao longo das últimas décadas, o Brasil, embora seja uma potência agrícola, ainda depende da importação desses compostos, o que encarece o custo final dos fertilizantes e evidencia a necessidade de desenvolvimento de tecnologia nacional "que fale português".
Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar o design computacional de novos protótipos teóricos de sistemas supramoleculares para liberação controlada, formados pela complexação de inibidores de urease (IUs) da classe dos fosforamidados (PHOS) com ciclodextrinas (CDs) e calixarenos (CLXs). Para tal, investigou-se em nível molecular, por meio de cálculos semi-empíricos e da Teoria do Funcional de Densidade (DFT), a formação de complexos de inclusão entre quatro PHOS (4a, 9a, 5b e 7c) e diferentes hospedeiros: -CD, -CD, -CD, ácido p-sulfônico calix[4]areno (S-CLX[4]) e ácido p-sulfônico calix[6]areno (S-CLX[6]). Dois modos de inclusão foram propostos para a interação com as CDs e os CLXs: Modo A, no qual o anel aromático do PHOS é inserido na cavidade maior; e Modo B, no qual os grupos R do PHOS são inseridos na mesma cavidade. Os resultados revelaram que o modo de inclusão dos mais estável depende do tipo de hospedeiro. Verificou-se também que os complexos com a -CD são mais estáveis que os formados -CD e -CD, enquanto para os calixarenos, as espécies S-CLX[6] mostraram-se energeticamente mais estáveis que as S-CLX[4]. De modo geral, o ajuste sinérgico do PHOS nas respectivas cavidades maximiza as interações intermoleculares, contribuindo para a maior estabilidade energética dos complexos.