Inhibidores enzimáticos (IE): Estrategia de diseño muy actual

1. Inhibidores enzimáticos (IE): Estrategia de diseño muy actual - 1/3 parte de los 50 fármacos más vendidos hoy son IE - Validez de la estrategia depende del conocimiento de: - mecanismo de la reacción catalizada - naturaleza del centro activo de la enzima - selectividad del proceso bioquímico a inhibir (huésped- microorganismo) Aumentan la respuesta biológica INHIBIDOR AGONISTA C Enzima BC RECEPTOR de MEMBRANA Respuesta biológica A B Enzima AB ANTAGONISTA INHIBIDOR Disminuyen la respuesta biológica

2. Aproximaciones: - análogos del sustrato - análogos del producto - análogos del estado de transición Naturaleza de la inhibición a) estabilidad de la unión E-S: - reversible (competitivo-no competitivo) - irreversible: inactivadores (alquilantes, ATB) inhibidores “suicidas” o latentes ( Inh. COX, GABA-transamisa) b) relación con el sustrato natural: - competitiva: aumenta Km, igual Vm unión al sitio activo, antimetabolitos (análogos de S) - no competitiva: aumenta Vm, igual Km unión al sitio alostérico, diseño no por analogía estructural

3. - Catálisis: -covalente - electrostática - Especificidad de una enzima:- de sustrato - de reacción: -oxidorreductasas - hidrolasas - transferasas - ligasas o sintasas - liasas - isomerasas Isoenzimas: similar estructura y función, pero distinta cinética Enzimas isofuncionales : igual función y distinta estructura Cofactores: iones o coenzimas (vitaminas)

4. INHIBIDORES ENZIMÁTICOS: FARMACODINÁMICOS: enfermedades por causa interna, inhiben la degradación o producción de sustancia endógena QUIMIOTERÁPICOS: - enfermedades por causas externas (microorganismos) - antitumorales ( no es la única aproximación terapéutica la IE)

5. INHIBIDORES ENZIMÁTICOS FARMACODINÁMICOS: 1) Inhibidores de hidrolasas (ruptura de unión C-X por adición de H2O): A) Estearasas: acetilcolinesterasa y fosfodiesterasas (AMPc y GMPc) B) Proteasas o peptidasas:- de serina:Tipos: *tripsina (inh. de trombina) *quimotripsina *elastasa - de metaloproteasas: *ECA (Zn2+), *colagenasas y encefalinasas - de aspártico: inhibidores de renina (HIV) C) Lipasas gastrointestinales y fosfolipasas: obesidad D) Glicosidasas: hipoglucemiantes

7. 2) Inhibidores de enzimas que usan fosfato de piridoxal como cofactor: sobre transaminasas generalmente inh. irreversible - GABA-transamina - Aspartato-transamina - decarboxilasas de aas. aromáticos (DOPA-decarboxilasa) 3) Inhibidores del citocromo P-450: -biosíntesis de hormonas esteroides: * inh. de aromatasa: producción de estrógenos (anticancerígenos) * inh. de HMGCoA: producción de colesterol por síntesis de mevalónico * inh. de la 5-a-reductasa: produción de andrógenos 4) Inhibidores de MAO y de la COMT: metabolismo dopamina, serotonina 5) Inhibidores de ATP-asas (bombas dependientes de ATP) 6) Inhibidores de la xantina oxidasa: producción de úrico (purinas)

8. 7) Inhibidores de la anhidrasa carbónica: actúan como diuréticos Provienen de las modificaciones estructurales de sulfas antibacterianas

9. 8) Inhibidores de la fosfolipasa A2y de la ciclooxigenasa COX: Antiinflamatorios esteroides y no esteroides

10. INHIBIDORES ENZIMÁTICOS: QUIMIOTERÁPICOS A) activos sobre microorganismos: 1) Inhibidores bacterianos: - de la síntesis del ácido tetrahidrofólico: Sulfas: inhibidores competitivos reversibles

13. - de la biosíntesis de la pared bacteriana: - ATB b-lactámicos: inhiben a la transpeptidasa reponsable de la síntesis del péptidoglicano en la formación de la pared: penicilinas, cefalosporinas, monobactamas, ácido clavulánico, tienamicina - cicloserina: antimetabolito de la D-ala - vancomicina:impide polimeración final del peptidoglicano - nitrofuranos: interfieren la síntesis y el metabolismo de azúcares y respiración celular - de la síntesis proteica bacteriana: por diferencias en la composiciónribosomal entre mamíferos y bacterias (no mecanismo enzimático) - aminoglicósidos (estreptomicina) -macrólidos (eritromicina) - tetraciclinas - cloranfenicol

14. 2) Inhibidores virales: - neuraminidasa o sialidasa: enzima esencial de la cubierta del virus de la gripe para que sea infectivo, antigripales - inhibidores de proteasas y transcriptasa reversa de HIV Proteasa: aspartilproteasa (péptido dímerico de 99 aas), hidroliza la gp160 que da péptidos esenciales para la maduración del virus. - inhibidores de diseño peptidomiméticos que cambian resto amida por hidrometilamina o por hidroxietilo, ejps.: indinavir, saquinavir, ritonavir - por baja disponibilidad oral: desarrollo de no peptídicos Transcriptasa reversa: cataliza copia de ADN a partir de ARN viral, implica inhibición selectiva. Inh. Nucleosídicos: AZT, DDI, DDC, lamivudina, estavudina Inh. No nucleosídicos: efavirenz, nevirapina

15. INHIBIDORES ENZIMÁTICOS: QUIMIOTERÁPICOS ANTITUMORALES Es una de las estrategias usadas pero no la única!!! CÁNCER:conjunto de más de 100 enfermedades diferentes caracterizadas por la pérdida del control del crecimiento celular, con invasión local del tejido normal (neoplasia) y metástasis distantes - Tumor sólido: primario, por difusión a otros tejidos: metástasis - Hematopoyético: leucemias y linfomas

16. Se da por cambios en la información o expresión genética por factores: - Internos: - mutaciones de base: codón alterado (cambio de aa) - translocación de parte de gen (desenmascara oncogén) - añadido o eliminación de base errónea (altera proteínas) - cambio en la expresión de un gen - Externos: - virus - radiaciones que generan radicales libres - compuestos químicos que se unen a ADN - Hereditarios

17. Históricamente:- gas mostaza en la Primera Guerra Mundial - cis-platino (casual) - cribado al azar de productos naturales: taxol, vinblastina Quimioterapia: lleva a la quimiorresistencia adquirida generalmente por sobreexpresión de: - enzimas detoxificantes - de proteínas transportadoras de membrana: P-170 (MDR)

18. TRATAMIENTO: 1) Inhibidores enzimáticos: 1a) inhibidores de la DHFR (antifolatos) 1b) inhibidores de biosíntesis de purinas y pirimidinas 1c) inhibidores de ADN polimerasas y otras enzimas 1d) inhibidores de la ribonucleótido reductasa (conversión de ribo- nucleótidos en desorribonucleótidos, hidroxiurea) 2) Quimioterápicos que interactúan con el ADN 2a) covalentemente:- activos “per se” - profármacos activables fotólisis, oxidación o reduc. 2b) no covalentemente (no intercalante) 3) Quimioterápicos que interactúan con el ADN como: Intercalantes 4) Actúan sobre los microtúbulos inhibiendo la mitosis 5) Quimioterápicos generadores de radicales libres 6) Esteroides

19. 1) Inhibidores enzimáticos: 1a) inhibidores de la Dihidrofolato reductasa (DHFR) (antifolatos): - THF interviene en la introducción de un C sobre el C2 de purinas y en otras reacciones como dador de un átomo de C como COFACTOR (purinas y pirimidinas) DHFR es una enzima con mucha variación entre especies y entre célula normal y tumoral Antifolatos: - Estructuras de molécula compleja o completa: no selectivas sobre distintas enzimas:Metotrexate R= CH3 (no BHE), Aminopterina R= H Inhibidores competitivos - Estructuras de molécula pequeña o corta: selectivas sobre distintas enzimas: anillo de 2,4-diaminopirimidina con arilo o alquilo en C5: Trimetoprim (antibacteriano) Trimetrexato (antineoplásico) Asociación antibacteriana: sulfa-trimetoprim

20. R=H