Estrutura eletrônica de compostos de interesse biológico

O termo câncer é aplicado a um grupo de doenças de organismos multicelulares, caracterizadas pela multiplicação das células de forma aparentemente descontrolada, que pode levar à formação e ao crescimento de tumores. A principal causa do câncer é a exposição a agentes químicos, chamados carcinogênicos. 0s primeiros com postos carcinogênicos identificados foram os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos, que estão entre os mais potentes carcinogênicos conhecidos. Neste trabalho, estudamos a relação entre topologia molecular/estrutura eletrônica e atividade carcinogênica de uma família de Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos, por meio do método de Huckel simplificado e dos métodos semi-empíricos PM3 e ZINDO/CI. Desenvolvemos critérios, baseados em indicadores eletrônicos das moléculas, capazes de identificar entre os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos quais têm atividade carcinogênica. Mostramos, comparando diferentes métodos, que esses critérios são essencialmente determinados pela topologia das moléculas, e que a atividade carcinogênica está relacionada com a diferença em energia entre o orbital ocupado de mais alta energia e os demais orbitais ocupados. Abordamos também o problema correlato da obtenção de relações estrutura-atividade para uma família de drogas antitumorais, a elipticina e seus derivados. Utilizando os métodos semi-empíricos PM3 e ZINDO/CI, confirmamos a correlação entre o momento de dipolo dessas moléculas e sua atividade antitumoral, já obtida anteriormente por meio de outros métodos semi-empíricosThe term cancer is applied to a group of diseases of multicellular organisms characterized by the abnormal cell pro1iferation in an uncontrolled way. The main cause of cancer is the exposition to chemical compounds, called carcinogens. The Polycyclic Aromatic Hydrocarbons were the first compounds to be recognized as chemical carcinogens, and are among the most active known carcinogens. In this work we study the relationship between the carcinogenic activity and the molecular topology and electronic structure of a family of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by means of the simple Huckel method and the semiempirical methods PM3 e ZINDO/CI. We develop simple rules, based on electronic indices of the molecules, in order to identify carcinogenic activity in Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. We show through the comparison between different methods that these rules are essentially determined by the molecular topology , and that the carcinogenic activity is related to the energy difference between the highest occupied molecular orbital and the other occupied orbitals. We also study the similar problem of structure-activity relationship for a family of antitumor drugs, the ellipticine and their derivatives. We confirm, using the semiempirical methods PM3 and ZINDO/CI, the correlation between the dipole moment and the activity of theses molecules which was obtained before by means of other semiempirical method