O estudo da relação entre a estrutura e a atividade biológica de substâncias é de fundamental importância no desenvolvimento de drogas para o combate a doenças. Pesquisadores avaliaram o potencial antiviral de algumas moléculas frente ao vírus SARS-CoV-2, considerando a capacidade de inibição das enzimas responsáveis pela síntese de proteínas no vírus. A interação entre o composto e o sítio ativo da enzima depende de fatores eletrônicos e estéricos, permitindo estabelecer uma relação entre a estrutura e a atividade antiviral. A maior atividade foi correlacionada a substituintes pouco volumosos e moderadamente eletronegativos presentes no anel aromático da molécula do antiviral. Nesse estudo, foram modelados os cinco compostos hipotéticos apresentados a seguir.
KNELLER, D. W. et al. Structural, Electronic and Electrostatic Determinants for lnhibitor Binding to Subsites S1 and S2 in SARS-CoV-2 Main Protease. Disponível em: https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.1c01475. Acesso em: 2 dez. 2021 (adaptado).
Dentre os compostos modelados, qual deve apresentar a maior atividade antiviral?
- A
I
- B
II
gabarito - C
III
- D
IV
- E
V
Resolução
Para determinar qual composto apresenta maior atividade antiviral, é importante considerar a relação entre a estrutura química e a atividade biológica. No contexto do estudo, a interação entre o composto e o sítio ativo da enzima do vírus SARS-CoV-2 depende de fatores eletrônicos e estéricos.
1. Fatores Eletrônicos: Compostos com substituintes eletronegativos podem formar interações mais fortes com o sítio ativo da enzima, aumentando a eficácia do inibidor. Substituintes como halogênios (Cl, Br, I) e grupos trifluorometil (CF₃) são eletronegativos e podem contribuir para a atividade antiviral.
2. Fatores Estéricos: Substituintes pouco volumosos são preferíveis, pois permitem um melhor encaixe no sítio ativo da enzima. Substituintes volumosos podem causar impedimento estérico, reduzindo a eficácia do composto.
Analisando os compostos:
• Composto I: Possui um anel aromático simples sem substituintes eletronegativos significativos.
• Composto II: Apresenta um anel aromático com um átomo de bromo (Br), que é eletronegativo, e um grupo ciano (CN), que também é eletronegativo. Esses grupos podem aumentar a interação com o sítio ativo.
• Composto III: Contém um grupo trifluorometil (CF₃) e um cloro (Cl), ambos eletronegativos, mas o composto é mais volumoso.
• Composto IV: Possui um grupo trifluorometil (CF₃) e um iodo (I), mas o iodo é menos eletronegativo e o composto é volumoso.
• Composto V: Similar ao III, mas com dois grupos volumosos, o que pode causar impedimento estérico.
O composto II é o que apresenta um bom equilíbrio entre eletronegatividade e tamanho dos substituintes, favorecendo uma interação eficaz com o sítio ativo da enzima, resultando em maior atividade antiviral.