Diseño racional de fármacos derivados del 3-nitroxipropanol como alternativa para la inhibición de metano proveniente del microbioma metanogénico en ganado doméstico

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

The study focused on mitigating methane emissions from ruminants, a greenhouse gas, through the design of new molecules. Based on an existing patent, a QSAR approach was used to design 78 molecules, prioritizing aromatic and halogen structures that had not been previously explored. Using computational methods such as AutoDock Tools, VINA, Pre-ADMET, and physicochemical property analysis, the affinity energy, toxicity, and ADME (absorption, distribution, metabolism, and excretion) characteristics of the candidate molecules were evaluated. The best candidate identified was 3-(3-fluoro-4-hydroxyphenyl)propyl nitrate, which showed an affinity energy of -6.5 kcal/mol, an improved toxicity profile (with some negative mutagenic and carcinogenic results), and favorable physicochemical properties, such as good lipophilicity and solubility (Log P and Log S). Finally, two synthesis routes were proposed for this molecule based on a trisubstituted aromatic ring, concluding the viability of the compound as a potential drug for reducing methane emissions.

Descripción

El estudio se centró en mitigar la emisión de metano de rumiantes, un gas de efecto invernadero, a través del diseño de nuevas moléculas. Basándose en una patente existente, se utilizó un enfoque de QSAR para diseñar 78 moléculas, priorizando estructuras aromáticas y halógenas que no habían sido exploradas previamente. Mediante métodos computacionales como AutoDock Tools, VINA, Pre-ADMET y análisis de propiedades fisicoquímicas, se evaluaron la energía de afinidad, toxicidad y características ADME (absorción, distribución, metabolismo y excreción) de las moléculas candidatas. El mejor candidato identificado fue el 3-(3-fluoro-4-hidroxifenil) propil nitrato, que mostró una energía de afinidad de -6.5 kcal/mol, un perfil de toxicidad mejorado (con algunos resultados mutagénicos y carcinogénicos negativos) y propiedades fisicoquímicas favorables, como una buena lipofilicidad y solubilidad (Log P Y Log S). Finalmente, se propusieron dos rutas de síntesis para esta molécula a partir de un anillo aromático trisustituido, concluyendo la viabilidad del compuesto como un potencial medicamento para reducir la emisión de metano.

Palabras clave

Diseño, Docking molecular, Toxicidad, ADME, Síntesis, Energía de afinidad

Materias

Licenciatura en Química -- Tesis y disertaciones académicas , Gases de efecto invernadero -- Reducción , Rumiantes , Química farmacéutica , Compuestos orgánicos -- Síntesis

Citación