Modelación molecular de antibióticos betalactámicos

Resumen

Fundamento: las propiedades antibacterianas de un compuesto son consecuencia de su estructura molecular. Establecer las características estructurales y electrónicas permite comprender los mecanismos de su acción y constituye premisa en el diseño racional de nuevos fármacos.
Objetivo: realizar la modelación de las estructuras moleculares y propiedades electrónicas relevantes para el comportamiento químico de antibióticos betalactámicos e inhibidores de las betalactamasas.
Métodos: se realizó un estudio teórico empleando métodos de la mecánica cuántica para modelar la estructura y propiedades electrónicas de compuestos betalactámicos. Se optimizaron las geometrías de 7 moléculas con cálculos semiempíricos, según el modelo parametrizado 3. La estructura del anillo betalactámico fue comparada entre los diferentes compuestos. Las propiedades moleculares se calcularon según la teoría del funcional de la densidad. Se analizaron las densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera. Todos los cálculos se ejecutaron en computadoras personales.
Resultados: existen variaciones de las propiedades calculadas que permiten definir dos grupos de compuestos: uno para las monobactamas y los inhibidores de las betalactamasas, con menor planaridad en el anillo y menos reactividad y otro grupo con las penicilinas, cefalosporinas y carbapenemas, más planas, estables estructuralmente y reactivas.
Conclusiones: las propiedades moleculares modeladas de antibióticos betalactámicos e inhibidores de las betalactamasas muestran correspondencia con su acción farmacológica.