Abordagem integrada para o estudo de compostos quinoxalínicos: síntese fotoquímica e avaliação in silico e in vitro

Abstract

Este trabalho investiga compostos de núcleo quinoxalínico por meio de uma abordagem integrada, envolvendo síntese fotoquímica, estudos in silico e avaliações in vitro, com o objetivo de compreender a relação entre estrutura química, propriedades físico-químicas e interação com o DNA. A síntese dos derivados quinoxalínicos é realizada por metodologia fotoquímica, visando a obtenção das moléculas em condições brandas e alinhadas aos princípios da química sustentável. As propriedades farmacocinéticas e o comportamento de permeabilidade são avaliados por meio de ferramentas computacionais, incluindo predições de ADME e análises de partição em membranas utilizando modelos de bicamada lipídica. Adicionalmente, estudos de docking molecular são empregados para investigar os possíveis modos de interação entre os compostos e o DNA, permitindo a identificação de interações relevantes, como interações p?p e ligação de hidrogênio. A interação experimental dos derivados quinoxalínicos com o DNA é avaliada por técnicas espectroscópicas de absorção no UV-Vis e emissão de fluorescência, fornecendo informações sobre afinidade e possíveis mecanismos de ligação, principalmente de forma superficial. A análise conjunta dos resultados computacionais e experimentais permite discutir a influência de diferentes substituintes no núcleo quinoxalínico sobre a permeabilidade, o perfil farmacocinético e a interação com o DNA. De forma geral, o estudo evidencia o potencial do núcleo quinoxalínico como plataforma molecular para o desenvolvimento de compostos bioativos, além de destacar a importância da integração entre síntese, modelagem molecular e técnicas espectroscópicas como estratégia racional na investigação de novas moléculas de interesse biológico.

Abstract: This work investigates quinoxaline-core compounds through an integrated approach involving photochemical synthesis, in silico studies, and in vitro evaluations, with the aim of understanding the relationship between chemical structure, physicochemical properties, and DNA interaction. The synthesis of quinoxaline derivatives is carried out using a photochemical methodology, aiming to obtain the molecules under mild conditions aligned with the principles of sustainable chemistry. Pharmacokinetic properties and permeability behavior are evaluated using computational tools, including ADME predictions and membrane partition analyses employing lipid bilayer models. Additionally, molecular docking studies are used to investigate possible modes of interaction between the compounds and DNA, allowing the identification of relevant interactions such as p?p interactions and hydrogen bonding. The experimental interaction of quinoxaline derivatives with DNA is evaluated using UV?Vis absorption and fluorescence emission spectroscopic techniques, providing information on affinity and possible binding mechanisms, mainly in a superficial manner. The combined analysis of computational and experimental results allows discussion of the influence of different substituents on the quinoxaline core on permeability, pharmacokinetic profile, and DNA interaction. Overall, the study highlights the potential of the quinoxaline core as a molecular platform for the development of bioactive compounds, as well as emphasizing the importance of integrating synthesis, molecular modeling, and spectroscopic techniques as a rational strategy in the investigation of new molecules of biological interest.