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Quais São os Grupos Funcionais no Salbutamol

Salbutamol é um medicamento para asma amplamente usado vendido sob numerosos nomes comerciais, incluindo Ventolin e Proventil. É um broncodilatador, significando que age em células específicas na via aérea para alargar passagens de ar. O seu mecanismo de ação, através de interação com recetor celular específico, o recetor beta-2-adrenérgico (b-2AR), foi intensamente estudado. A ligação do salbutamol a b-2AR "ativa" o recetor, estimulando-o a produzir químicos que eventualmente levam a relaxamento dos músculos das vias aéreas.

Como Funciona

Salbutamol é apenas uma de muitas moléculas que se liga e ativa b-2AR. Epinefrina (adrenalina) é o parceiro de ligação natural para o recetor, e o neurotransmissor dopamina também se liga a ele. Vários outros medicamentos para asma são também ativadores de b-2AR; fármacos conhecidos como beta-bloqueadores, incluindo propranolol, ligam-se a b-2AR mas não o ativam. Os efeitos variados destas moléculas deve-se a diferenças nos seus grupos funcionais e como se ligam. B-2AR é uma proteína de membrana que tece o seu caminho do interno para o externo da membrana celular sete vezes, formando sete "costuras" muito próximas que formam um anel. Salbutamol interage com três dos sete domínios transmembranares (TMDs) de b-2AR.

Estrutura Geral

A estrutura molecular do salbutamol é similar à da epinefrina (adrenalina), que já foi também usada como fármaco para asma. Como a estrutura da adrenalina se liga com outros recetores por todo o corpo, causava efeitos secundários desagradáveis.

Como a adrenalina, a estrutura do salbutamol é ancorada numa extremidade por anel de carbono com dois grupos hidroxilo (OH) pendentes (chamado anel catecol). Oposto a um grupo hidroxilo está uma cadeia de carbono com vários grupos funcionais anexados: outro hidroxilo, uma amina (NH), e um grupo hidrocarboneto volumoso chamado grupo "t-butilo". O t-butilo diferencia salbutamol da adrenalina e melhora a sua especificidade.

Anel Aromático

O anel de carbono do salbutamol tem ligações simples e duplas alternadas que lhe dão propriedade eletrónica especial conhecida como "aromaticidade". (Muitos, mas não todos, anéis aromáticos têm odores característicos, que é a origem do nome.) Anéis aromáticos atraem-se mutuamente, e o anel do salbutamol acredita-se que encaixa em b-2AR perto de três outros anéis aromáticos em TMD 5 e região extracelular da proteína. Esta é diferença subtil da adrenalina, que se liga a aminoácido fenilalanina em TMD 6.

Hidroxilos

Os dois hidroxilos diretamente conectados com o anel aromático encaixam na estrutura b-2AR em TMD 5, atraídos por três aminoácidos serina. Hidroxilos não são tipicamente atraídos por serinas, que também contêm grupos hidroxilo, mas são neste caso devido às propriedades eletrónicas especiais do anel aromático. O hidroxilo na cauda encaixa em TMD 6, atraído a carga ligeiramente positiva num aminoácido asparagina lá localizado.

Amina e Grupo t-Butilo

O grupo amina tem carga ligeiramente positiva e é atraído a aminoácido aspártico carregado negativamente em TMD 3. O volumoso grupo t-butilo anexado à amina encaixa no bolso espaçoso deste TMD e interage com outros aminoácidos não-polares lá dentro. O recetor b-2AR pode receber este volume extra, enquanto outros recetores que a adrenalina ativa não podem. Isto é chave para a especificidade do salbutamol e efeitos secundários reduzidos relativamente à adrenalina para tratamento de asma.