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Estudos teórico e experimental de propriedades estruturais e eletrônicas da molécula emodina em solvente e em bicamadas lipídicas

Cunha, Antonio Rodrigues Da

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física 2014-08-08

Acesso online

  • Título:
    Estudos teórico e experimental de propriedades estruturais e eletrônicas da molécula emodina em solvente e em bicamadas lipídicas
  • Autor: Cunha, Antonio Rodrigues Da
  • Orientador: Coutinho, Kaline Rabelo; Lamy, Maria Teresa Moura
  • Assuntos: Titulação Espectroscópica; Processo De Protonação/Desprotonação; Medidas De Calorimetria Diferencial De Varredura; Física Atômica E Molecular/Biofísica; Espectroscopia Eletrônica Solvatocromismo; Constante De Acidez; Cálculos Quânticos Simulações Computacionais; Electronic Spectroscopy / Solvatochromism; Differential Scanning Calorimetry; Atomic And Molecular Physics / Biophysics; Protonation / Deprotonation Process; Quantum Calculations / Molecular Simulations; Spectroscopic Titration; Acidity Constant
  • Descrição: A Emodina (EMH) é uma das antraquinonas mais abundantes na natureza. Essa molécula vem sendo largamente usada como material de estudo científico por apresentar diversas atividades farmacológicas, tais como antiviral, antitumoral, antifungal, digestiva e outras. É conhecido que a Emodina em solução aquosa alcalina pode sofrer mais de um processo de desprotonação, apresentando-se na forma desprotonada, EM-, após a primeira desprotonação. Nesta tese de doutorado estudamos as propriedades estruturais e eletrônicas da molécula Emodina em meio solvente e em bicamadas lipídicas a fim de caracterizar as propriedades relacionadas à espectroscopia UV-Vis, à reatividade e à termodinâmica dessa molécula nesses ambientes. Realizamos cálculos quânticos com a Emodina em vácuo e em meio solvente, onde consideramos todos os possíveis sítios de desprotonação. Como resultados desses cálculos, identificamos os sítios da primeira, segunda e terceira desprotonação. Calculamos o pKa1 da Emodina em água e o pK*a1 em metanol através de simulações computacionais com o método Monte Carlo e cálculos quânticos, com o solvente descrito com o modelo contínuo polarizável. Nossos melhores valores para o pKa1 da Emodina determinados nesses solventes foram 8.4±0.5 e 10.3±1.5, que estão em boa concordância com os valores experimentais, (pKa1=8.0±0.2 e pK*a1=11.1±0.1) obtidos nesta tese para Emodina em água e metanol, respectivamente. Adicionalmente realizamos simulações com Dinâmica Molecular com as espécies EMH e EM- em bicamada lipídica de DMPC, para investigar a nível atômico as interações dessas espécies com a bicamada e determinar as posições preferenciais dessas espécies nesse ambiente anfifílico. Os resultados dessas simulações mostraram que as espécies EMH e EM- ficam inseridas na bicamada, na região polar dos lipídios, próximos aos gliceróis. Esses resultados corroboram as nossas medidas do espectro de absorção dessas espécies em bicamada lipídica, onde mostramos de forma qualitativa, que ambas as espécies ficam inseridas na bicamada, na região das cabeças polares dos lipídios. A análise das propriedades estruturais da bicamada na vizinhança das espécies da Emodina como área por lipídio e densidade eletrônica dos lipídios, mostrou que o efeito da EM- na estrutura da bicamada lipídica é maior do que o da EMH. Esses resultados corroboram as nossas medidas de DSC(Differential Scanning Calorimetry) das espécies da Emodina na bicamada.
  • DOI: 10.11606/T.43.2014.tde-02102014-142757
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física
  • Data de criação/publicação: 2014-08-08
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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