Banca de DEFESA: LEONARDO VINÍCIUS FRANCISCO FERREIRA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: LEONARDO VINÍCIUS FRANCISCO FERREIRA
DATA: 10/08/2026
HORA: 08:00
LOCAL: Sala de Reunião da ProPlag
TÍTULO:

Multiscale Computational Study of Organophosphorus Compounds: Solvent Effects, Surface Adsorption, and Enzymatic Resurrection Mechanisms

PALAVRAS-CHAVES:

organofosforados; acetilcolinesterase; envelhecimento; ressurreição; quinona-metina; Profenofós; feroxyta; δ-FeOOH; adsorção; DFT; dinâmica molecular; QM/MM.

PÁGINAS: 107
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Química
SUBÁREA: Físico-Química
ESPECIALIDADE: Química Teórica
RESUMO:

Os compostos organofosforados (OF) constituem uma classe química de relevância dual e paradoxal: amplamente empregados como pesticidas na agricultura moderna, foram também a base estrutural dos agentes neurotóxicos de guerra química mais letais já desenvolvidos. Em ambos os contextos, sua toxicidade decorre da inibição irreversível da enzima acetilcolinesterase (AChE), responsável pela hidrólise do neurotransmissor acetilcolina nas sinapses colinérgicas. Um agravante desse mecanismo é o processo de envelhecimento da AChE inibida (a desalquilação espontânea do resíduo de serina fosforilada), que torna a enzima “imune” aos reativadores convencionais e para o qual não existe, até o momento, um antídoto clinicamente eficaz para esse processo. Paralelamente, a persistência ambiental dos OF agrícolas, exemplificada pelo pesticida Profenofós (PFF), representa uma ameaça concreta a ecossistemas aquáticos e terrestres, exigindo o desenvolvimento de estratégias de remediação eficientes. Esta tese investiga, por meio de métodos computacionais de diferentes níveis de teoria (docking molecular, QM/MM, DFT e dinâmica molecular clássica) dois problemas distintos e complementares. No primeiro eixo de investigação, metodologias de docking molecular e cálculos híbridos de mecânica quântica/mecânica molecular (QM/MM) foram empregados para avaliar a eficácia de precursores de quinona-metina (QMPs) como agentes de ressurreição da AChE envelhecida pelo agente neurotóxico soman. Um modelo de regressão linear múltipla baseado na energia de interação ligante–enzima (ΔE) e na barreira de ativação da etapa reativa (ΔΔE#) demonstrou boa correlação com os dados experimentais de ressurreição (R² = 0,75), superando significativamente a capacidade preditiva do docking isolado (R² = 0,67). Com base nesse modelo, modificações estruturais racionais no ligante mais promissor (C4) resultaram nos candidatos C4-2 e C4-3, que exibiram percentuais de ressurreição superiores ao composto de referência, baixa toxicidade computacional e conformidade com os critérios farmacocinéticos de Lipinski, Veber, Ghose, Egan e Muegge. No segundo eixo, a adsorção do PFF sobre nanopartículas de feroxyta (δ-FeOOH) foi investigada por meio da Teoria do Funcional de Densidade (DFT), dinâmica molecular clássica com campo de força GROMOS e amostragem conformacional via algoritmo OWSCA. Os resultados demonstraram que o meio aquoso intensifica a adsorção em relação ao vácuo, com ganho energético de aproximadamente −2,15 kcal/mol atribuído ao efeito de solvatação, e que a incorporação de efeitos térmicos e conformacionais reduz significativamente a dispersão das energias de adsorção entre os confôrmeros amostrados. Em conjunto, os resultados de ambos os eixos convergem para uma conclusão metodológica central: a articulação entre descrições eletrônicas, clássicas e estatísticas é indispensável para capturar os efeitos dinâmicos, conformacionais e de solvatação que determinam o comportamento real dos OF em sistemas biológicos e ambientais. Esta tese contribui simultaneamente para o racional design de novos agentes terapêuticos de ressurreição da AChE e para a compreensão molecular das interações entre pesticidas organofosforados e nanomateriais de oxi-hidróxido de ferro com potencial de remediação ambiental.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - DANIEL HENRIQUES SOARES LEAL - UNIFEI - UNI (Membro)
Externo à Instituição - MATEUS AQUINO GONÇALVES - UEMG (Membro)
Externo à Instituição - GUNAR VINGRE DA SILVA MOTA - UFPA (Membro)
Externo à Instituição - ALEXANDRE ALVES DE CASTRO - UFABC (Suplente)
Externo ao Programa - MATHEUS PUGGINA DE FREITAS - DQI/ICN (Membro)
Externo ao Programa - ELAINE FONTES FERREIRA DA CUNHA - DQI/ICN (Suplente)
Presidente - TEODORICO DE CASTRO RAMALHO (Membro)