Planejamento por modelagem e dinâmica molecular de filtros solares seguros

dc.contributor.advisor1Gonçalves, Arlan da Silva
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5965-3191
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4139608457982550
dc.contributor.authorPassamani, Fabiana
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-0863-1686
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5572576085228433
dc.contributor.referee1Oliveira, Osmair Vital de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9463-2567
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3019137922691272
dc.contributor.referee2Ribeiro, Marcos Antonio
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000293506419
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3587612609487639
dc.contributor.referee3Guizado, Teobaldo Ricardo Cuya
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-3908-8076
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8371827192990091
dc.contributor.referee4Santos, Bianca Aloise Maneira Correa
dc.contributor.referee5Flores, Pedro Alberto Valiente
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:58Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:58Z
dc.date.issued2023-09-15
dc.description.abstractThe use of sunscreens is important in reducing the harmful effects caused by UV radiation. When applied in the personal care routine, the sunscreens ingredients can assume inappropriate destinations, such as cutaneous permeation and bioaccumulation, which may have adverse impacts on human health and the environment. Information on the endocrine disrupting risks of UV filters is not satisfactory, requiring studies that elucidate ligandreceptor recognition. This work sought to employ different computational tools in order to obtain relevant information about the endocrine disrupting activity of these messages. Through Density Functional Theory (DFT) analysis, we sought to predict incorporated property descriptors comprising the reactivity of UV filters. Using the web tool http://endocrinedisruptome.ki.si, it was possible to analyze the probabilities of interaction of nuclear receptors with commercially available UV filters and with natural molecules used in sunscreens, seeking to understand the health risk. A further exploration was performed together with the activating ligand testosterone and the endocrine disruptor Bisphenol-A, analyzing the interaction mechanisms of the stable ligand-receptor complex by molecular docking. The target was the androgen receptor (AR), which in excessive activation can trigger prostatic hyperplasia and cancer. The results show interaction with the AF-2 activation site of AR, similar to the AR-Testosterone complex, with lower docking energy, but close to Bisphenol-A. The molecules also assumed other induction pathways, such as activation of the BF3 region. To understand the magnitude of the interactions, molecular dynamics simulations showed that AR undergoes changes in the presence of Benzophenone-3 and Cinoxate, aiming to achieve stabilization and structural changes in the residues of the activation pocket, by hydrogen bonding and hydrophobic, resulting in the expansion of the receptor similar to testosterone. However, there is a dispersion of surface charges and an increase in solvent accessible surface, with lower hydrophobicity creating an unfavorable condition for affinity compared to testosterone. Finally, it sought through DFT calculations to predict electronic property descriptors including the reactivity of UV filters and their relationship with theoretical sensors. This study elucidates information relevant to the endocrine disruption of UV filters, which can be used in the development of safer sunscreens.
dc.description.resumoO uso de protetor solar é importante na redução de efeitos nocivos causados pela radiação UV. Quando aplicados na rotina de cuidados pessoais, filtros UV podem assumir destinos inapropriados, como permeação cutânea e bioacumulação, trazendo impactos à saúde humana e ao meio ambiente. Informações sobre os riscos de desregulação endócrina dessas moléculas não são satisfatórias, necessitando estudos que elucidem o reconhecimento ligantereceptor. Este trabalho empregou ferramentas computacionais com o intuito de obter informações relevantes sobre essa atividade, Inicialmente analisou as probabilidades de interação de receptores nucleares (RN) com filtros UV comercialmente disponíveis e moléculas naturais, utilizadas em formulações, buscando entender o risco à saúde. Seguindo com uma exploração adicional juntamente com o ligante ativador testosterona, e o disruptor endócrino Bisfenol-A, analisando as energias de interação do complexo ligante-receptor por docking molecular em 8 RN, envolvidos nas funções sexuais humanas. Pelo perfil de interação e pela preocupação associada ao risco de hiperplasia prostática e câncer, em situação de ativação excessiva, foi selecionado o receptor androgênico (AR), para detalhamento de interação e mecanismo de ação. Os resultados mostram interação com o sítio de ativação AF-2 do AR, similar ao complexo AR-Testosterona e ao AR-Bisfenol-A. Também notou-se ativação de outras vias de indução, como da região BF3. Para compreender a magnitude das interações e o comportamento fisiológico, simulações de dinâmica molecular foram realizadas em complexos selecionados (Benzofena-3, Cinoxate e ácido cafeico), analisando energia total, RMSD, ASAS, Raio de Giração, Ligação de Hidrogênio (LH), RMSF e MMPBSA. Os resultados mostram alterações estruturais no AR, formando complexos mais estáveis em presença de filtros UV com interações em resíduos do bolsa de ativação por LH e interações hidrofóbicas, com expansão do receptor semelhante ao observado na testosterona. No entanto, há uma dispersão das cargas de superfície e um aumento da superfície acessível ao solvente, que comprometem a hidrofobicidade criando uma condição desfavorável para afinidade em relação à testosterona, confirmado pela energia livre de interação obtida pela MMPBSA. Por fim, buscou através de cálculos de DFT predizer descritores de propriedades estruturais eletrônicas compreendendo a reatividade dos filtros UV e sua relação com a afinidade teórica. Este estudo elucida informações relevantes à disrupção endócrina dos filtros UV, que podem ser empregadas ao desenvolvimento de protetores solares mais seguros.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/17265
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectDisruptor endócrino
dc.subjectReceptor Androgênico
dc.subjectFotoprotetor
dc.subjectDinâmica molecular
dc.subjectDocking molecular
dc.subjectDisruptor endócrino
dc.subject.br-rjbn Dinâmica molecular
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titlePlanejamento por modelagem e dinâmica molecular de filtros solares seguros
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
FabianaPassamani-2023-Tese.pdf
Tamanho:
12.32 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format