Estudio in silico de bases moleculares en la actividad de antibióticos betalactámicos / In silico study of molecular bases in the betalactam antibiotics activity

RESUMEN

La variedad de antibióticos betalactámicos es resultado de modificaciones en las cadenas laterales unidas a la base estructural de estos fármacos. Se realiza el análisis integral de propiedades estructurales y electrónicas, estudiadas in silico, de una muestra de antibióticos betalactámicos e inhibidores de las betalactamasas; con el objetivo de incrementar los conocimientos acerca de las bases estructurales que sustentan sus características farmacológicas. Se emplearon cálculos semiempíricos para optimizar las geometrías de 17 compuestos betalactámicos. Las propiedades moleculares se calcularon siguiendo la teoría del funcional de la densidad. Se analizaron las densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera. Los cálculos se ejecutaron en computadoras personales. Las propiedades calculadas mostraron variaciones que permitieron definir dos grupos de compuestos uno para las monobactamas y los inhibidores de las betalactamasas, con menor planaridad en el anillo betalactámico y características electrónicas asociadas a una menor reactividad; el otro grupo está conformado por las penicilinas, cefalosporinas y carbapenemas, más planas, estables estructuralmente y potencialmente más reactivas. Los parámetros estructurales del anillo betalactámico y la densidad de carga positiva del carbono carbonílico, sitio de reacción, no tuvieron variaciones significativas como consecuencia de las modificaciones en las cadenas laterales. El ceftobiprole, cefalosporina de quinta generación, se diferencia del resto de los betalactámicos estudiados por la disposición espacial de las cadenas laterales, con una estructura tridimensional más alargada, a partir de la cual es más fácil el acceso hasta el carbono carbonílico, potenciando una mayor actividad antibacteriana (AU)

ABSTRACT

La variedad de antibióticos betalactámicos es resultado de modificaciones en las cadenas laterales unidas a la base estructural de estos fármacos. Se realiza el análisis integral de propiedades estructurales y electrónicas, estudiadas in silico, de una muestra de antibióticos betalactámicos e inhibidores de las betalactamasas; con el objetivo de incrementar los conocimientos acerca de las bases estructurales que sustentan sus características farmacológicas. Se emplearon cálculos semiempíricos para optimizar las geometrías de 17 compuestos betalactámicos. Las propiedades moleculares se calcularon siguiendo la teoría del funcional de la densidad. Se analizaron las densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera. Los cálculos se ejecutaron en computadoras personales. Las propiedades calculadas mostraron variaciones que permitieron definir dos grupos de compuestos uno para las monobactamas y los inhibidores de las betalactamasas, con menor planaridad en el anillo betalactámico y características electrónicas asociadas a una menor reactividad; el otro grupo está conformado por las penicilinas, cefalosporinas y carbapenemas, más planas, estables estructuralmente y potencialmente más reactivas. Los parámetros estructurales del anillo betalactámico y la densidad de carga positiva del carbono carbonílico, sitio de reacción, no tuvieron variaciones significativas como consecuencia de las modificaciones en las cadenas laterales. El ceftobiprole, cefalosporina de quinta generación, se diferencia del resto de los betalactámicos estudiados por la disposición espacial de las cadenas laterales, con una estructura tridimensional más alargada, a partir de la cual es más fácil el acceso hasta el carbono carbonílico, potenciando una mayor actividad antibacteriana (AU)