O reconhecimento bimolecular pode ocorrer por interveniência de diferentes interações não-covalentes: ligação hidrogênio, forças de van der Waals e hidrofóbicas, interações π-π, eletrostáticas. Através da ITC (calorimetria de titulação isotérmica), a mudança de calor quando um composto interage com uma proteína alvo permite a determinação precisa da afinidade, bem como as forças que dirigem o processo. A titulação na presença de ligantes fornece informações sobre as forças que controlam a interação e permite a identificação dos complexos intermoleculares que são relevantes para o planejamento baseado em estrutura. A ITC é a única técnica que mede diretamente a entalpia de interação (ΔH). Os sistemas bioquímicos exibem caracteristicamente compensação entalpia-entropia (EEC) em que o aumento da entalpia é compensado por uma penalidade entrópica, reduzindo a magnitude da mudança na afinidade. Ao caracterizar as relações estrutura-atividade (SAR), a maioria dos grupos envolvidos na interação pode ser observada como contribuindo para ΔH, mas não para a afinidade. Assim, os valores de ΔH podem destacar uma possível descontinuidade na SAR, de modo que os dados estruturais experimentais provavelmente serão particularmente valiosos no planejamento molecular. Neste trabalho, tivemos como objetivo usar a ITC para determinar a assinatura termodinâmica de inibidores da cisteíno protease cruzaína com o principal objetivo de avaliar eventuais descontinuidades na SAR. Além disso, a calorimetria diferencial de varredura (DSC) foi empregada para avaliar as mudanças na temperatura de transição da proteína (T_m) que ocorre quando da interação do ligante. Enquanto a ITC permite avaliar a contribuição do ligante para o complexo, a DSC permite a correlação da termodinâmica que impulsiona a interação com as alterações conformacionais na macromolécula. As duas técnicas foram utilizadas para o estudo de moléculas biotivas contra o Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, que ainda é uma doença negligenciada.

Bimolecular recognition can occur via distinct non-covalent interactions: hydrogen bonding, van der Waals and hydrophobic forces, π-π, electrostatic interactions. Through ITC (isothermal titration calorimetry), the heat change when a compound interacts with a target protein allows accurate determination of the affinity as well as the forces driving the process. Titration in the presence of ligands provides information about the forces that control the interaction and allows the identification of intermolecular complexes that are relevant for structure-based design. ITC is the only technique that directly measures the enthalpy of interaction (ΔH). Biochemical systems characteristically exhibit enthalpy-entropy compensation (EEC) in which the increase in enthalpy is offset by an entropic penalty, reducing the magnitude of the change in affinity. When characterizing the structure-activity relationships (SAR), most of the groups involved in the interaction can be observed as contributing to ΔH, but not to affinity. so the experimental structural data are likely to be particularly valuable in molecular design. In this work, we aimed to use the ITC to determine the thermodynamic signature of cysteine protease cruzi inhibitors with the main objective of evaluating eventual discontinuities in the SAR. In addition, differential scanning calorimetry (DSC) was employed to assess changes in protein transition temperature (Tm) that occur upon ligand interaction. While the ITC allows the assessment of the ligand's contribution to the complex, the DSC allows the correlation of the thermodynamics that drives the interaction with the conformational changes in the macromolecule. Both techniques were used to study bioactive molecules against Trypanosoma cruzi, which causes Chagas disease, which is still a neglected disease.