Sulfanilamida y su complejo con una molécula de agua

Abstract

La sulfanilamida (SA, 4-aminobencenosulfonamida) es un fármaco antibacterial que interfiere con la conversión del ácido para-aminobenzoico(PABA) en folato, lo cual previene la síntesis del ácido fólico (vitamina B9), que es esencial en múltiples reacciones de transferencia de carbono. Debido a su importancia, el principal objetivo de este trabajo es la caracterización estructural de la sulfanilamida y de sus correspondientes complejos hidratados en las condiciones de aislamiento que proporciona la expansión supersónica. Para la caracterización estructural se utilizan técnicas de microondas con transformada de Fourier asistida con ablación laser. Se detectó un único confórmero para la molécula aislada, estabilizada por interacciones intramoleculares N-H•••O=S del grupo sulfonilo. La orientación del NH2 del grupo anilinico es asignada inequívocamente gracias a las constantes de rotación, reglas de selección y la estructura hiperfina. El único confórmero de sulfanilamida-agua observado adopta la estructura donde la estabilización de la molécula surge por la formación de tres enlaces de hidrogeno por parte de la molécula de agua con la sulfanilamida. Además, el complejo sulfanilamida-agua encontrado indica que la microsolvatación altera la preferencia conformacional forzando un cambio de la configuración eclipsada hallada en la especie monomérica a la disposición alternada en el complejo. Puesto que el proceso de acoplamiento molecular es controlado por las diferencias de la energía libre de Gibbs entre el ligando solvatado por el medio extracelular y la interacción del ligando con el centro activo del receptor, el trabajo se completa con un cálculo de la sulfanilamida dentro del receptor dihidroterato sintasa, incluyendo el modelo VSGB 2.0 para simular el medio biológico. Estos resultados están en buen acuerdo con nuestros datos experimentalmente.

Sulfanilamide (SA, 4-aminobenzenesulfonamide) is an antibacterial drug that interferes with the conversion of para-aminobenzoic acid (PABA) to folate, preventing the synthesis of folic acid (vitamin B9), essential in multiple carbon transfer reactions. Due to its importance, we characterize the structure of sulfanilamide and its hydrated cluster in the isolation conditions of a supersonic expansion. To obtain its structure we use Fourier transform microwave techniques assisted by laser ablation. A single conformer of the bare molecule, stabilized by an N-H•••O=S intramolecular interaction of the sulfonyl group, has been detected. The orientation of the anilinic NH2 group is unambiguously assigned thanks to the rotational constants, selection rules, and the hyperfine structure. The single conformer of the sulfanilamide-water cluster observed adopts a structure in which the stabilizing is arise from three hydrogen bonds between water and sulfanilamide. The sulfanilamide-water cluster shows that microsolvation alters the conformational preference forcing sulfanilamide to switch from an eclipsed configuration of the monomer to a staggered disposition in the hydrated cluster. Because the docking process is controlled by the difference in Gibbs free energy between the ligands solvated by the extracellular medium and the ligand interacting with the receptor’s active site, we made a calculation of sulfamilamide with the dihydropteroate synthase receptor using the solvent model VSGB 2.0. The results are in good agreement with our experimental data.