Martins J. P. A., de Carvalho M. S., Imamura P. T., Ferreira M. M. C., "ESTUDO QUALITATIVO DA RELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE DE DERIVADOS DO ÁCIDO ABIÉTICO CONTRA ARTEMIA SALINA" ["QUALITATIVE STRUCTURE-ATIVITY RELATIONSHIP STUDY OF ABIETIC ACID AGAINST ARTEMIA SALINA"]. Poços de Caldas, MG, 18-21/11/2007: XIV Simpósio Brasileiro de Química Teórica [14th Brazilian Symposium of Theoretical Chemistry], Resumos [Abstracts], (2007) 217. Poster.
Sociedade Brasileira de Química
(SBQ)
ESTUDO QUALITATIVO DA RELAÇÃO ESTRUTURA-ATIVIDADE DE DERIVADOS DO ÁCIDO ABIÉTICO CONTRA ARTEMIA SALINA
João Paulo Ataíde Martins1 (PG), Marinaldo Sousa de Carvalho1 (PG), Paulo Mitsuo Imamura1 (PQ), Márcia Miguel Castro Ferreira1 (PQ)*
1Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, CP 6154, 13083-970 Campinas – SP
*marcia@iqm.unicamp.br
Palavras Chave: ácido abiético, DFT, PCA, HCA, KNN
Introdução
Uma das principais fontes
de ácidos diterpênicos no Brasil é a resina do Pinus
elliottiiss utilizada amplamente em reflorestamento, principalmente
na região sul do Brasil, onde a madeira é empregada na fabricação
de papéis, tábuas, etc.
O breu extraído de
Pinus
elliottiiss, contém ácidos diterpênicos de fórmula
molecular C20H28O2,
constituída principalmente pelo ácido abiético e em
menor quantidade, os ácidos levopimárico, palústrico
e neoabiético1.
Os ácidos mencionados
constituem uma das principais fontes de compostos diterpênicos utilizados
na síntese de diversas substâncias biologicamente ativas.
O objetivo deste trabalho
é o estudo da relação estrutura-atividade de um conjunto
de derivados do ácido abiético contra o microorganismo Artemia
salina, visto que a atividade contra este microorganismo é um
indício de atividade anti-tumoral.
Resultados e Discussão
As moléculas tiveram
suas geometrias otimizadas no nível de teoria DFT/B3LYP com conjunto
de base 6-31G(d,p) utilizando-se o programa Gaussian 03. A partir das estruturas
otimizadas foram obtidos descritores eletrônicos, topológicos
e estéricos utilizando-se os softwares Gaussian, Marvin e Hyperchem.
Uma análise exploratória
de dados foi feita no intuito de separar as espécies ativas (dose
letal inferior a 30 mg/mL) das inativas utilizando-se as ferramentas quimiométricas
(PCA) e (HCA)2. Após seleção
de variáveis, os resultados dessas análises mostraram uma
separação entre compostos ativos e inativos, com exceção
de três amostras inativas que apareceram entre as ativas (Figura
1).
Dentre as variáveis
selecionadas encontram-se 2 variáveis eletrônicas, 2 variáveis
topológicas (relacionadas à forma/ramificação)
e 1 variável estérica. Uma análise de classificação
foi feita utilizando-se o método KNN (Tabela 1) e com 3 vizinhos
observou-se que as mesmas 3 amostras classificadas incorretamente com o
PCA também foram classificadas incorretamente com o KNN.
Figura 1. Gráfico de escores obtidos no PCA.
Tabela 1. Resultados
obtidos com a análise KNN.
| Acertos | Erros | |
| Ativos | 8 | 0 |
| Inativos | 7 | 3 |
Cálculos de otimização estão sendo feitos em duas outras moléculas com o objetivo de fazer a previsão com o modelo KNN obtido.
Conclusões
As análises quimiométricas
realizadas no conjunto de moléculas estudadas mostraram bons resultados
na separação das moléculas ativas das inativas com
83,33% de acerto. Os descritores selecionados para a construção
dos modelos serão utilizados para a proposição de
um mecanismo de ação para essas moléculas.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao
CNPq pelos recursos disponibilizados à pesquisa.
____________________________
1 IKAN, R. Natural
Products: A laboratory guide. Jerusalém, Israel Universities
Press, 1969, 301p
2 Martens, H.
e Naes, T., em “Multivariate Calibration”; John Wiley & Sons,
New York 1989.
217
English
Sociedade Brasileira de Química
(SBQ)
QUALITATIVE STRUCTURE-ATIVITY RELATIONSHIP STUDY OF ABIETIC ACID AGAINST ARTEMIA SALINA
João Paulo Ataíde Martins1 (PG), Marinaldo Sousa de Carvalho1 (PG), Paulo Mitsuo Imamura1 (PQ), Márcia Miguel Castro Ferreira1 (PQ)*
1Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, CP 6154, 13083-970 Campinas – SP
*marcia@iqm.unicamp.br
Key Words: abietic acid, DFT, PCA, HCA, KNN
Introduction
One of the most important
sources of diterpenic acids in Brasil is the resin of Pinus elliottiiss,
widely used in reforestation, especially at the South Brazilian region
where wood is used for production of paper, boards, etc. The tar extracted
from Pinus elliottiiss contains diterpenic acids of molecular formula
C20H28O2,
attributed mainly to abietic acid and also in less extent to levopimaric,
palustric and neoabietic acids1.
The mentioned acids are
amon the most important sources of diterpenic compounds which are used
in synthesis of diverse biologically active substances.
The aim of this work is
the structure-activity relationship for a set of abietic acid derivatives
which are active against the microorganism Artemia salina, having
in mind that the activity against this microorganism is an index of antitumoral
activity.
Results and Discussion
Molecular geometries were
optimized at the DFT/B3LYP level of theory with the basis set 6-31G(d,p),
using the program Gaussian 03. The optimized geometries were then used
for generation of electronic, topological and steric descriptors by programs
Gaussian, Marvin and Hyperchem.
Exploratory analysis fo
the data was made with the aim to distinguish active species (lethal dose
below 0 mg/mL) from the inactive ones, applying chemometric methods (PCA)
and (HCA)2. After the variable selection,
obtained results showed discrimination of active from inactive compounds,
with the exception of three inactive samples which were mixed with the
active ones (Figure 1).
There are 2 electronic,
2 topological (related to molecular shape/branching) and 1 steric variable
among the selected variables. A classification analysis was carried by
using the method KNN (Table 1) with 3 neighbors: it was observed that the
same 3 samples which were classified incorrectly by PCA were also misclassificed
by KNN.
Figure 1. Scores plot from PCA.
Table 1. Results from
the KNN analysis.
| Hits | Errors | |
| Active | 8 | 0 |
| Inactive | 7 | 3 |
Geometry optimizations for other molecules are being in progress, with the aim to make predictions with the obtained KNN model.
Conclusions
Chemometric analyses used
for the studied set of molecules have demonstrated good results in discrimination
of active from inactive molecules with 83.33% hits. Selected descriptors
for construction of models will be used to study the mechanism of action
of these molecules.
Acknowledgements
The authors acknowledge
CNPq for financial aid to this research.
____________________________
1 IKAN, R. Natural
Products: A laboratory guide. Jerusalém, Israel Universities
Press, 1969, 301p
2 Martens, H.
e Naes, T., em “Multivariate Calibration”; John Wiley & Sons,
New York 1989.
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