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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17573
Tipo: | Tese |
Data do documento: | 8-Abr-2025 |
Autor(es): | BENTES, Beatriz Alves |
Afiliação do(s) Autor(es): | UFPA- Universidade Federal do Pará |
Primeiro(a) Orientador(a): | SILVA, Jerônimo Lameira |
Primeiro(a) coorientador(a): | SILVA, José Rogério de Araújo e |
Título: | Estudo computacional de arilpiperidina e arilpiperazina como inibidores de tirosinase: aplicações cosméticas e terapêuticas |
Agência de fomento: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior |
Citar como: | BENTES, Beatriz Alves. Estudo computacional de arilpiperidina e arilpiperazina como inibidores de tirosinase: aplicações cosméticas e terapêuticas. Orientador: Jerônimo Lameira Silva. Coorientador: José Rogério de Araújo e Silva. 2025. 78 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: . Acesso em:. |
Resumo: | As tirosinases (TYR) catalisam a oxidação de fenóis e catecóis, desempenhando um papel essencial na melanogênese, que regula a produção de melanina e protege contra a radiação UV. No entanto, distúrbios relacionados à pigmentação impulsionam a busca por inibidores eficazes da TYR. Compostos como hidroquinona, arbutina e ácido kójico possuem limitações, tornando necessária a investigação de novos inibidores. Neste estudo, compostos baseados em arilpiperidina e arilpiperazina demonstraram potente atividade inibitória contra a TYR. A análise computacional incluiu docking molecular, simulações de dinâmica molecular (DM) e cálculos de energia livre de ligação pelo método Linear Interaction Energy (LIE), revelando forte correlação com dados experimentais. Para aprimorar o entendimento das relações estrutura-atividade (SAR), transformações de Perturbação da Energia Livre (FEP) foram realizadas para pares de ligantes selecionados. Além disso, cálculos de Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foram aplicados aos inibidores L04 e L19, permitindo a determinação de descritores eletrônicos e orbitais moleculares de fronteira. Os inibidores interagem com a TYR principalmente por meio de interações eletrostáticas com o íon cobre e forças de van der Waals com resíduos críticos como Phe197, Pro201, Val218, Asn205 e Arg209. Esses achados são promissores para aplicações cosméticas e terapêuticas, possibilitando o desenvolvimento de clareadores de pele para tratar melasma e manchas solares, além de potenciais tratamentos para doenças associadas à hiperpigmentação e melanomas. O desenvolvimento de inibidores mais seletivos e com menor toxicidade pode ampliar o uso clínico e cosmético desses compostos, oferecendo alternativas mais seguras e eficazes para a modulação da produção de melanina. |
Abstract: | Tyrosinases (TYR) catalyze the oxidation of phenols and catechols, playing a crucial role in melanogenesis, which regulates melanin production and provides protection against UV radiation. However, pigmentation-related disorders drive the search for effective TYR inhibitors. Compounds such as hydroquinone, arbutin, and kojic acid have limitations, highlighting the need for new inhibitors. In this study, arylpiperidine- and arylpiperazine-based compounds demonstrated potent inhibitory activity against TYR. Computational analysis included molecular docking, molecular dynamics (MD) simulations, and binding free energy calculations using the Linear Interaction Energy (LIE) method, revealing a strong correlation with experimental affinity data. To enhance the understanding of structure-activity relationships (SAR), Free Energy Perturbation (FEP) transformations were performed for selected ligand pairs. Additionally, Density Functional Theory (DFT) calculations were applied to inhibitors L04 and L19, enabling the determination of electronic descriptors and frontier molecular orbitals. The inhibitors interact with TYR mainly through electrostatic interactions with the copper ion and van der Waals forces with critical residues such as Phe197, Pro201, Val218, Asn205, and Arg209. These findings are promising for both cosmetic and therapeutic applications, enabling the development of skin-lightening agents to treat melasma and sunspots, as well as potential treatments for hyperpigmentation-related diseases and melanomas. The development of more selective inhibitors with lower toxicity may expand the clinical and cosmetic use of these compounds, offering safer and more effective alternatives for melanin production modulation. |
Palavras-chave: | Química computacional Inibição enzimática Modelagem molecular Computational Chemistry Enzymatic Inhibition Molecular Modeling |
Área de Concentração: | FÍSICO-QUÍMICA |
Linha de Pesquisa: | QUÍMICA MEDICINAL E MODELAGEM MOLECULAR |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Ciências Exatas e Naturais |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | |
Aparece nas coleções: | Teses em Química (Doutorado) - PPGQ/ICEN |
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