Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4647
Autor(es): Rozada, Thiago de Castro
Orientador: Ernani Abicht Basso [Orientador] - UEM
Prof. Dr. Ernani Abicht Basso
Título: Análise da associação de aminoácidos e receptores de carboidratos com alguns carboidratos representativos através de RMN e cálculos teóricos
Banca: Gisele de Freitas Gauze Bandoch - UEM
Banca: Emerson Meyer - UEM
Banca: Matheus Puggina de Freitas - UFLA
Banca: Rogério Custódio - UNICAMP
Palavras-chave: Carboidrato - Reconhecimento molecular;Ressonância magnética nuclear (RMN);Modelagem molecular - Cálculos teóricos
Data do documento: 2015
Editor: Universidade Estadual de Maringá
Citação: ROZADA, Thiago de Castro. Análise da associação de aminoácidos e receptores de carboidratos com alguns carboidratos representativos através de RMN e cálculos teóricos. 2015. xxii, 144 f. Tese (doutorado em Química) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2015.
Resumo: Carboidratos estão envolvidos em diversos processos biológicos e são reconhecidos por proteínas através de múltiplas interações do tipo ligação de hidrogênio, C-H ? ? e forças de van der Waals entre o carboidrato e os resíduos de aminoácidos das proteínas. Entretanto, do ponto de vista molecular, esse reconhecimento ainda não é bem entendido. Primeiramente, os efeitos estereoeletrônicos envolvidos nas conformações apresentadas pelos anômeros ? e ? dos carboidratos D-Glicopiranosídeo (Glc) e D-Galactopiranosídeo (Gal) e pela D-Sacarose foram investigados no nível de teoria M06-2X/6-31++G(d,p), tanto no vácuo como em água com o modelo de solvatação contínuo IEF-PCM, utilizando a teoria dos orbitais naturais de ligação (NBO) e as interações não-covalentes (NCI). As interações orbitais revelaram como cada conformação dos monossacarídeos é estabilizada e quais foram os efeitos predominantes observados. Para a D-Sacarose diferentes grupos de conformações referentes a ligação glicosídica foram avaliados e as interações do tipo ligação de hidrogênio se mostraram importantes para explicar a energia relativa observada. A interação entre carboidrato e aminoácido foi investigada através de análise da variação de deslocamento químico de 1H dos sinais do carboidrato com a adição de aminoácido em água utilizando a técnica de excitação seletiva DPFGSE 1D TOCSY e cálculos teóricos com o mesmo nível de teoria aplicado na análise dos carboidratos. Os resultados indicaram que o aminoácido L-Triptofano é mais estável na face superior do anômero ?-Glc e mais estável na face inferior para o anômero ?-Glc. Para a D-Galactose, o L-Triptofano na face inferior foi mais estável em ambos os anômeros. As interações intermoleculares analisadas através de superfícies de NCI e interações orbitais (NBO) foram as principais responsáveis pela estabilidade relativa observada nos complexos entre carboidrato e aminoácido. Receptores sintéticos de carboidratos com unidades de reconhecimento baseadas em derivados éster metílico dos aminoácidos L-Triptofano e L-Alanina foram sintetizados e os complexos com carboidratos foram investigados através de titulações de espectroscopia de RMN de 1H e cálculos teóricos. As análises utilizando a espectroscopia de RMN de 1H mostraram uma afinidade moderada entre o receptor e o carboidrato e as análises de NBO e superfícies de NCI permitiram uma boa compreensão de como acontece a interação entre receptor e carboidrato, de forma que foi possível descrever as interações intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio, C-H ? ? ou van der Waals
Abstract: Carbohydrates are involved in many biological process and they are recognized by proteins through multiples interactions like as hydrogen bonds, C-H ? ? and van der Waals between the carbohydrate and amino acids residues of the protein. However, from a molecular point of view, this recognition is not yet well understood. Firstly, the stereo electronics effects involved in conformations showed by anomers ? and ? of the carbohydrates D-Glicopyranoside (Glc) and D-Galactopyranoside (Gal) and by D-Sucrose were investigated at M06-2X/6-31++G(d,p) level, both in vacuum and in water with the continuous solvation model IEF-PCM, using the natural bond orbital theory (NBO) and non-covalent interactions (NCI). Orbital interactions revealed how each conformation of mono-saccharides was stabilized and what were the predominant effect observed. Different conformations for D-Sucrose regarding the glycosidic bond were evaluated and the interactions of the type hydrogen bonding were important to explain the relative energy observed. The interaction between a carbohydrate and amino acid was investigated by analyzing the 1H chemical shift variation of the carbohydrate signals in water with the addition of amino acid using the selective excitation technique DPFGSE 1D TOCSY and theoretical calculations at the same level of theory applied in the analysis of carbohydrates. The results indicated that the amino acid L-Tryptophan on the upper face of the carbohydrate was more stable for anomer ? -Glc but was more stable in the lower face for anomer ?-Glc. For D-Galactose, the L-Tryptophan in the lower face was more stable in both anomers. Intermolecular interactions analyzed by NCI surfaces and orbital interactions (NBO) were mainly responsible for the relative stability observed in complexes between carbohydrate and amino acid. Synthetic carbohydrate receptors with recognition units based in metil ester amino acid derivatives of L-Tryptophan and L-Alanine were synthesized and complexes with carbohydrates were investigated by 1H NMR titration and theoretical calculations. 1H NMR analyses showed a moderate affinity between the receptor and the carbohydrate. The analyses of NBO and NCI?s surfaces allowed a good understanding of how the interaction between the receptor and carbohydrate takes place, so that it was possible to describe the intermolecular interactions of the type hydrogen bond, C-H ? ? or van der Waals
URI: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/4647
Aparece nas coleções:3.5 Tese - Ciências Exatas (CCE)

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
THIAGO DE CASTRO ROZADA.pdf13,74 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.