Pesquisa em Química de Produtos Naturais

Olá, meu nome é Maria Elisa, eu sou aluna  da graduação em química e nesse módulo nós   vamos conversar um pouco sobre como é feita  a pesquisa na área de química de produtos   naturais. Nesse módulo nós vamos conversar  também sobre desenvolvimento de fármacos,   identificação de moléculas e  outras coisas. Então, vamos lá.  

Bem, primeiramente nós estamos falando de produtos  naturais. O que é isso? A área da química de   produtos naturais é uma área de estudo em que,  como o próprio nome disse, estuda os produtos   naturais, ou seja, produtos que vem da natureza,  sejam de plantas, fungos, bactérias ou animais.  

E por que que é importante a gente estudar  os produtos naturais? Porque a gente tem uma   biodiversidade muito grande. Dentro dessa grande  biodiversidade, a gente tem uma ampla quantidade   de compostos químicos.

Esses compostos químicos,  eles também podem ter determinadas aplicações   também para os seres humanos, por exemplo,  como um fármaco, entre tantas outras coisas.   Muitos corantes vieram de produtos da natureza,  muitos medicamentos vêm de produto da natureza e   compreender a natureza também como uma biblioteca,  com um potencial também econômico, também é algo   que acaba por auxiliar a própria preservação  ambiental, porque enfatiza a importância disso.   E essa aplicação na medicina, na biotecnologia,  na agroquímica é extremamente relevante.

Mas falando sobre isso, como o pesquisador na área  de química de produtos naturais trabalha? Qual é o   seu fluxo de trabalho? Então, produtos naturais,  ele vai partir de algo da natureza.

Vamos supor   que a gente parta de uma planta e a gente tem que  tirar dali esses compostos químicos para conseguir   olhar melhor para eles. Então, a gente vai ter  que extrair. A gente vai fazer uma extração,   obter um extrato dessa planta.

E só que um  extrato tem muitos compostos. a gente que olhar   para cada um em específico. Para isso, a gente  vai ter que isolar esses compostos normalmente   usando uma técnica cromatográfica, que a gente vai  conversar melhor daqui a pouquinho.

E aí, então,   a gente quer entender quais compostas que estão  ali. E para isso, que que a gente faz? a gente   usa técnicas que a gente chama de elucidação  estrutural, que são técnicas, por exemplo,   ressonância magnético nuclear ou espectrometria de  massas que nos dão a qual é a cara dessa molécula,   quimicamente falando, pra gente conseguir saber  essas estruturas e a partir disso eh a gente   consegue propor como fazer essa molécula que  anteriormente a gente obtinha na planta em um   laboratório.

Pensa comigo, se a gente descobrir um  um composto muito bom no tratamento de uma doença   e aí ele vem de uma planta, as pessoas vão começar  a ir atrás dessa planta. Eh, e pensa que se todo   medicamento que fosse feito a partir dessa desse  composto, desse composto, fosse pego dessa planta,   a gente acaba ajudando, entre muitas a desmatar.  Por isso também é importante se saber a estrutura   da molécula e conseguir fazê-la num laboratório. 

Isso ajuda também nessa preservação ambiental. Nós   falamos da extração, mas que é a extração?  Peguei aqui como um exemplo uma planta.  

Então, olhando para essa planta aqui, então,  representada pela folha, que a gente tem que fazer   um conceito de área superficial, por exemplo,  pegar uma folha inteira, ela tem determinada   área superficial, a gente quer colocá-la em  contato com algum solvente, pode ser álcool,   pode ser água e você quer colocar em contato  como se você tivesse fazendo um chá. A gente   faz um chá, normalmente a gente não pega a folha  inteira, a gente pega ela triturada. E a mesma   coisa quando a gente faz uma extração, a gente  poderia usar inteiro?

Sim. Seria tão eficiente?   Não tanto.

Então, primeira coisa, normalmente que  a gente faz é pegar esse material e triturá-lo,   porque esse material inteiro ele tem determinada  área superficial. Quando a gente tritura,   que a gente faz? A gente tá aumentando essa área  superficial total, facilitando que a gente consiga   fazer essa extração.

Então, facilitando a  gente obter esse nosso, entre aspas, chá.   Então aqui nós obtivemos esse material  vegetal triturado e aí a gente tem que   colocá-lo em contato exatamente com esse solvente.  E então a gente deixa durante determinado tempo,   pode ser em agitação ou não, e aí a gente filtra,  igual a gente faz no chá, a gente vai filtrar   para não ter mais essas partículas sólidas ali no  meio.

Só que aí agora a gente tem o nosso chá, né?   Eh, agora a gente tem que tirar esse solvente.  Como a gente faz isso?

A gente faz evaporando. Mas   pensa comigo, se você aquecesse essa sua solução,  que que ia acontecer? Se a gente aquece essa   nossa solução, a gente pode mudar as moléculas que  estão ali, pode quebrar algumas, ou seja, degradar   alguns compostos.

Então, a gente normalmente  não pode chegar numa temperatura tão elevada.   para tirar esse solvente. Só que demoraria muito  tempo, não é?

Então, que que a gente usa? A   gente usa mexer na pressão. Num equipamento, por  exemplo, que a gente chama de rotaevaporador, que   o que que é?

É um equipamento que reduz a pressão  dentro do recipiente em que estiver a amostra.   Então você coloca aqui onde tá o apontador a  laser, é onde vai, é como se fosse uma panela   de bem maria com uma água numa temperatura  não tão elevada, normalmente cerca de 30,   40ºC. E ele o que que ele faz?

Ele reduz a  pressão ali dentro. Quando você reduz a pressão,   que que acontece? Isso faz com que o solvente  consiga evaporar com uma temperatura menor.

Então   você precisa esquentar menos para conseguir tirar  esse solvente. E o processo acontece de forma   mais rápida. Bem, feito a extração, a gente vai  tentar isolar os nossos compostos.

Como a gente   isola esses nossos compostos? Uma primeira etapa  que a gente pode fazer, fazer um fracionamento,   por exemplo, utilizando solventes diferentes.  E os compostos, eles gostam, entre aspas,   tem uma afinidade maior por um solvente ou por  outro.

Então você consegue cortar, então você   tem um conjunto total de compostos e você consegue  ir dividindo em dois grupos. os que gostam mais de   um dos solventes ou do outro solvente. Isso já dá  uma clareada na nossa no nosso total do extrato,   só que a gente ainda não tem nada puro.

Uma outra  coisa que a gente pode fazer, uma técnica muito   usada são as cromatografias. Então aqui no meio,  por exemplo, nós temos fotos da cromatografia em   camada delgada, TLC ou CCD. E aqui nós temos uma  cromatografia em coluna.

Como funciona a técnica   da cromatografia? Na cromatografia a gente  tem sempre uma fase estacionária, então uma   parte que vai ficar parada e uma fase móvel.  A fase móvel, ela é normalmente um solvente,   no caso das cromatografias líquidas, um solvente. 

E como que vai funcionar na fase estacionária?   Então aqui, por exemplo, nós poderíamos  ter uma placa de sílica ou mesmo um papel   filtro. A gente coloca a nossa amostra aqui onde  estou passando o cursor para e tem a fase móvel.  

fase imóvel. Esse solvente a gente  vai colocar dentro de um recipiente   e vamos colocar a nossa fase estacionária ali  dentro. Que que acontece?

Diferentes compostos   possuem polaridades diferentes. Polaridade  é uma característica que as moléculas têm.   A fase estacionária, ela pode ser polar ou apolar. 

Se a gente for falar de uma fase estacionária de   sílica, que é uma das mais utilizadas, ela é uma  fase polar. Então, algo que for muito polar vai   interagir melhor com a fase estacionária do  que com a fase imóvel. E por isso vai ficar   mais na parte de baixo, vai ficar mais na base  dessa nossa fase estacionária.

E com isso os   compostos vão interagir de formas diferentes  e isso vão sendo separados progressivamente. Só que esses compostos eles vão saindo  separados progressivamente, mas sejam que   a gente tem muitos ou poucos compostos. a gente  acaba tendo muitos compostos e às vezes a gente   quer ter uma ideia geral de tudo o que tem ali. 

Então, a gente vai tentar isolar os majoritários,   mas às vezes a gente tá buscando esses compostos  para um fim específico, por exemplo, buscando   alguma atividade biológica, como uma atividade  antibactericida, antifungica, dentre outras.   E aí você chega em 200 compostos.  Quais desses você vai fazer uma   atividade?

Você vai testar todos? Será que  isso não vai gerar um custo muito elevado?   Dependendo da situação, é válido ou não.

E  há algumas ferramentas que podem ajudar o   pesquisador a não precisar fazer sempre todos  os testes. Por exemplo, o uso de ferramentas   em sílico. O que que quer dizer uma ferramenta  em sílico?

Uma ferramenta in sílico quer dizer   que você não precisa fazer propriamente dito  um experimento. Então você não precisa ir lá   e testar na bancada mesmo. Você vai fazer uma  análise estatística, uma análise de semelhança.  

Então desses tipos de ferramentas são os mapas  moleculares. Algumas plataformas elas conseguem   agrupar compostos em que se parecem, por massas  e por estruturas. O que que a gente pode fazer   com isso?

A gente consegue selecionar eh por essas  estruturas o que que a gente quer testar. Então, a   gente quer testar nesses mapas moleculares alguns  elementos significativos para cada grupo. A gente   quer testar algumas estruturas que a gente já  conhece, se assemelham com fármacos já conhecidos.  

Depende do nosso intuito, mas isso nos facilita  conseguir filtrar e selecionar melhor. Essas e   outras coisas a gente vai aprofundar mais na nossa  atividade de H5P. Nos vemos mais tarde.

Até mais.