Trabalho de HCA e PCA

5/12/2018 Trabalho de HCA e PCA - slidepdf.com

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QUIMIOMETRIA

Alunos: Ananda da Silva Antonio; Paulo Senna Taylor Bitencourt

Proposta: determinar as substancias encontradas na copaíba com atividade

antiinflamatória (HCA e PCA)

1. Comparar o HCA com o PCA

2. Estabelecer dentre as variáveis qual são as mais importantes na similaridade

observada entre antiinflamatórios comercias e as substancias da copaíba

3. Qual a fundamentação teórica para explicar a existência das variáveis em PC1 e

PC2 (explicação química)

4. Adequação das técnicas para obtençao do HCA com o pcloading (as técnicas são

adequadas)

5.

Discutir a validade dos seus resultados obtidos para dizer quais substancias dacopaíba tem atividade antiinflamatória.

A fim de correlacionar os resultados encontrados e com ajuda do programa R, foramrealizadas análises de HCA e PCA e as estruturas das moléculas antiinflamatórias foram então,comparadas para determinar se as variáveis escolhidas como principais e os resultados obtidospossuíam embasamento teórico químico e os métodos serem validados como eficientes para ocaso. Procurava-se determinar se os compostos identificados no extrato de copaíba possuíamatividade antiinflamatória.

Foi utilizado o método de agrupamento hierárquico de Ward por ele procurar a menorvariância entre as variáveis tendo assim, maior precisão entre os valores das variáveis. Utilizou-se o método de distancia euclidiana quadrática por ela evidenciar as distancias, tornando asdiferenças e similaridades mais evidentes, aumentando a similaridade dos elementos em cadaagrupamento.

Através do método Ward com medida de distancia euclidiana quadrada, foi possívelmontar um dendograma no qual foram agrupados grupos com variâncias similares.



A tabela a seguir relaciona os números do dendograma com as respectivas moléculas:

no de

identificação Composto no

no dendograma

1 Alfa-cadineno 1

3 Alfa-humaleno 2

4 Alfa-silineno 3

6 Beta-bisabolol 4

8 Beta-bisaboleno 5

9 Beta-Silineno 6

10 Cadaleno 7

11 Beta-cariofileno 8

12 Alfa-cedrol 9

14 Gama-cadineno 10

15 Gama-guaieno 11

16 Germacreno-D 12

17 Beta-copaeno 13



18 Ácido copalico 14

19 4-Agatato de dimetila 15

21 1-copalato de metila 16

22 2-Calavenato de metila 17

23 3,3-Beta-hidroxicopalato de metila 18

24 Delta-cadineno 19

28 Etoxicoxibs 20

29 Ibuprofeno 21

31 Lumiracoxibs 22

32 Larixol 23

33 Acetato de larixol 24

34 molécula 1 25

35 molécula 1ª 26

36 molécula 2 27

37 molécula 2ª 28

38 Criptoanchinona 29

Através dessa analise foi visto que moléculas cuja variáveis eram semelhantes foramagrupadas dentro de 4 grupos diferentes, indicando que 7 dos compostos encontrados nacopaíba poderiam apresentar atividade antiinflamatório, uma vez que se assemelham as

substancias padrões antiinflamatórios utilizadas comercialmente.

Foi realizada então a análise de PCA, onde se obteve duas matrizes de componentesprincipais, que possuem maior significância para a comparação dos compostos da copaíba comos padrões, sendo elas:

PC1: dureza, GAP. HARTREE e lumo;

PC2: moleza, humo e GAP.

De acordo com o PCA, essas variáveis possuíam aproximadamente 85% de

significância para a análise, e a partir delas foi obtido o seguinte gráfico de agrupamento:



Analisando o dendograma obtido pelo método Ward e o gráfico PC1 versus PC2 sãoobservadas mínimas divergências entre os agrupamentos formados e que, o “corte” realizado no

dendograma para determinar os agrupamentos similares deve ser feito de modo a apresentar 6grupos, conforme já foi previamente mostrado no dendograma e na planilha com as substanciasda copaíba que foram analisadas.

Isso demonstra que os métodos de HCA e PCA se completam quando utilizados emconjunto para mostrar a melhor maneira de determinar as substancias que apresentamsimilaridade entre suas propriedades.

Fundamentação teórica para a existência das variáveis em PC1 e PC2

De acordo com o PCA foi visto que as principais componentes se dividiam em:

PC1 (63%): dureza, GAP. HARTREE e lumo;

PC2 (22%): moleza, humo e GAP.

Temos que o valor de GAP.HARTREE corresponde a uma aproximação matemáticapara o calculo do valor de GAP, que é muito utilizado na química quântica por apresentar maiorprecisão. Como os valores de GAP e GAP.HARTREE correspondem a uma mesmacaracterística molecular é plausível que ambas variáveis se apresentem entre as principaiscomponentes. E como o valor de GAP.HARTREE é uma aproximação matemática maisconfiável e precisa, esta variável foi selecionada dentre as componentes do PC1 quecorrespondem as variáveis com maior significância para a analise.

A atividade antiinflamatória é decorrente da força das interações intermoleculares denatureza: lipofilica, polar, eletrostática e esférica. Propriedades físico-químicas e a atividade

biológica estão associadas diretamente as interações entre a molécula bioativa e o receptor



biológico, sendo essas interações descritas pelos seus campos estéreos, eletrostáticos etridimensionais.

A atividade do ligante com o composto biológico está relacionado a mecanismoseletrostáticos de atração, repulsão, transferência de cargas para que a molécula possa reagir com

o composto que promove a inflamação. Por isso é determinada a densidade de cargas e suasposições na molécula.

O GAP representa a diferença energetica entre os orbitais HUMO e LUMO, que é umindicativo direto da estabilidade da molécula, sendo que, se utiliza com maior freqüência ovalor GAP.HARTREE devido sua maior precisão matemática. Quanto menor o valor deGAP.HARTREE menos energia é necessária para que o composto reaja e consequentementetemos um eletrofilo melhor. Dentro dos agrupamentos formados pode se observar umasimilaridade entre os valores de GAP.HARTREE mostrando que as moléculas apresentamreatividade aproximada.

A energia dos orbitais HUMO e LUMO fornecem informações sobre o caráter eletron-doador e/ou eletron-receptador do composto, uma vez que são características relacionadas aafinidade eletrônica e potencial de ionização da molécula. para formação de um complexo quefinaliza os processos oxidativos. Sendo que:

A energia HUMO mede o caráter eletron-doador de um composto, quanto maior aenergia HUMO, maior a capacidade eletron-doadora.

A energia LUMO mede o caráter eletron-aceitador, quanto menor energia LUMO,menor a resistência para aceitar elétrons.

Polarizabilidade e dureza molecular são propriedades relacionadas com a lipofilía,

volume molar e impedimento estérico, sendo estas características que irão determinar se umcomposto é capaz de interagir com uma enzima, uma vez que deve ocorrer um encaixe nossítios ativos da enzima.

A moleza determina se um átomo doador de elétrons possui elevada polarizabilidade,baixa eletronegativiade e se é facilmente oxidável, o que possibilita uma interação mais eficazcom agentes inflamatórios. Moléculas que apresentam elevado potencial de ionização e elevadaeletronegatividade possuem elevada dureza absoluta, e quanto maior a dureza, menor a maciezada molécula.

Assim, pode-se dizer que a dureza representa a resistência de uma molécula àdeformação e a macieza representa a facilidade com que uma molécula se deforma. Quantomenor a dureza ou maior a macieza, menor a quantidade de energia necessária para a transiçãode um elétron do HUMO para o LUMO.

Pode-se concluir também que quanto maior a dureza, mais difícil será para a moléculainteragir com uma enzima ou um radical livre devido a falta de maleabilidade de sua nuvemeletrônica. O inverso é observado em moléculas com alta moleza.

Todos esses fatores de certa forma influenciam na atividade antiinflamatória devido asua relação com a reatividade da molécula.

Fazendo a analise de agrupamentos de PCA e HCA poderiam afirmar que assubstancias da copaíba com atividade antiinflamatória são: alfa-cedrol, ácido copalico, 4-agatato



de dimetila, 1-copalato de metila e o 3,3-beta-hidroxicopalato de metila (VE SE TUCONCORDA COM ISSO TBM)

ISSO AQUI VAI TER Q MUDAR OU TIRAR Analisando esses detalhes e aestrutura molecular de cada composto é possível dizer que o método Ward medindo a distância

euclidiana quadrada consegue achar uma similaridade plausível para as moléculas, uma vez que,utilizando o mesmo método com a medida de distancia da euclidiana simples não foi possívelobservar um padrão de similaridade entre as propriedades e estruturas das moléculas em cadaagrupamento formado.

Ao utilizar outras técnicas, também não foi possível formar agrupamentos plausíveiscom as estruturas e as propriedades das moléculas, comprovando que neste caso e conforme jáconsta na literatura, o método Ward seria o mais eficaz por formar agrupamentos plausíveis demoléculas similares.

Utilizando o método Ward com distancia euclidiana quadrática, tem-se que, dentre as

substancias analisadas apenas 7 delas poderiam apresentar atividade antioxidante, sendo elas oscompostos com identificação: 7, 8, 9, 14, 15, 16 e 18.

VO DEXAR OS DADOS DO R AKI AINDA PRO CASO DE TU NÃO TERINSTALADO AINDA



Esses números são aqueles números desordenados que tinha na tabela original



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