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Applicazioni di modelli chemiometrici allo studio di relazioni struttura-attività

Informazioni tesi

  Autore: Alessandro Gainotti
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1994-95
  Università: Università degli Studi di Parma
  Facoltà: Farmacia
  Corso: Chimica e Tecnologia Farmaceutiche
  Relatore: Pier Vincenzo Plazzi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 68

Con il termine QSAR si definiscono i modelli quantitativi che mettono in relazione la variazione dell'attività biologica con la variazione della struttura chimica in una serie di composti di interesse farmaceutico. Lo scopo principale di uno studio QSAR è quello di riuscire a predire l'attività biologica di nuovi composti non ancora studiati sperimentalmente. Se le predizioni fatte si rivelano valide, i modelli QSAR che le hanno determinate agevolano anche la comprensione dei meccanismi che regolano il comportamento macroscopico dei composti studiati e permettono di risparmiare risorse nella progettazione e nella sintesi di nuovi farmaci. L'assunzione fondamentale nell'ambito di uno studio QSAR è che la serie di composti in esame possano considerarsi essenzialmente simili, o limitatamente diversi, per poter ottenere una descrizione strutturale significativa. Tuttavia questi composti, per garantire una certa variazione dell'attività biologica, devono contenere una sufficiente variazione delle caratteristiche chimico-strutturali importanti per l'attività, ossia una lieve modificazione della loro struttura chimica deve causare una certa variazione di attività bilogica.
Per questi motivi, la serie di composti sottoposti ad analisi QSAR presenta solitamente una struttura fissa che garantisce un uguale meccanismo d'azione e un certo numero di sostituenti responsabili della variazione delle proprietà chimico-fisiche. La descrizione di queste proprietà viene fatta attraverso variabili strutturali (x: di lipofilia, steriche, elettroniche) sulle quali si ricerca una correlazione con la variabile legata all'attività biologica (y).
Lo scopo della presente tesi è stato quello di analizzare le relazioni struttura-attività per i derivati di una classe di sostanze antibatteriche: i derivati dell'1-2 benzotialin-3 one, già utilizzati in terapia per applicazione topica oltre che come conservanti industriali. Tramite analisi statistica (analisi di regressione lineare, analisi delle componenti principali, metodo dei minimi quadrati parziali e regressione non lineare) è stato possibile correlare l'attività antibatterica (espressa come Minima Concentrazione Inibente la crescita del B.Subtilis e dello S.Aureus) di questa classe di farmaci con le loro proprietà di lipofilia (espresse dal parametro sperimentale logP). Il modello bilineare di Kubinyi è risultato quello che meglio correla i dati di attività a quelli di lipofilia.

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3 INTRODUZIONE Con il termine Relazioni Quantitative Struttura Attività (QSAR) si definiscono i modelli quantitativi che mettono in relazione la variazione dell'attività biologica con la variazione della struttura chimica in una serie di composti di interesse farmaceutico. Lo scopo principale di uno studio QSAR è quello di riuscire a predire l'attività biologica di nuovi composti non ancora studiati dal punto di vista sperimentale. Se le predizioni fatte si rivelano valide, i modelli QSAR che le hanno determinate agevolano anche la comprensione dei meccanismi che regolano il comportamento macroscopico dei composti studiati e permettono di risparmiare risorse nella progettazione e sintesi di nuovi farmaci. Tali modelli inoltre sono importanti anche nell'interpretazione del meccanismo d'azione dei composti biologicamente attivi dal punto di vista delle interazioni molecolari con il sito di azione. A questo proposito, i farmaci sono divisi in "strutturalmente specifici" o "strutturalmente aspecifici" [Tute 1983]: i primi sono quelli che agiscono per interazione con specifici siti di legame detti recettori e sono caratterizzati da rigorosi requisiti strutturali, elevata potenza e da interazioni competitive. Quelli aspecifici invece si legano a più tipi di recettori e la loro attività, insensibile a piccole modificazioni strutturali, dipende essenzialmente dalla loro concentrazione nella biofase. In particolare risulta fondamentale la distinzione tra azione specifica e aspecifica nel campo dei farmaci antimicrobici; le QSAR si sono dimostrate utili a tale scopo in più occasioni. Lien [Lien et al. 1968], per esempio, ha esaminato un insieme di dati relativi ad antibatterici confrontandone l'attività biologica contro sei tipi di batteri gram positivi e quattro gram negativi con la lipofilia. Dalle relazioni paraboliche ottenute risultano

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Parole chiave

attività antibatterica
chemiometria
chimica farmaceutica
farmaci
lipofilia
qsar

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