Efeito da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos e eletrônicos da melatonina usando dinâmica molecular de Car-Parrinello

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Allane Catharina Carvalhaes
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações da UEG
Texto Completo: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/133
Resumo: A melatonina (5-metoxi-N-acetiltriptamina) é produzida pela glândula pineal a partir do aminoácido triptofano. Uma vez liberada na corrente sanguínea, a melatonina apresenta vários tipos diferentes de bioatividade. Entre as principais bioatividades apresentadas, destacam-se a capacidade de remoção de radicais livres, atividades antioxidantes, atividade protetora do DNA, regulação do ciclo circadiano, etc. É possível que o largo espectro da sua bioatividade esteja relacionado com a interação da melatonina com as membranas celulares. Consequentemente, a interação da melatonina com as moléculas de água presentes na corrente sanguínea é de fundamental importância no entendimento da sua bioatividade. No entanto, estudos de interação da melatonina com moléculas de água são bastantes limitados na literatura. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal estudar os efeitos da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos e eletrônicos da melatonina usando a Dinâmica Molecular de Car-Parrinello. Os principais efeitos da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos da melatonina foram observados para os comprimentos de ligação C14-O2 (2,176%), N17-C14 (2,169%) e N16-H21 (1,079%). Os ângulos de ligação que foram mais afetados pela solvatação aquosa foram O1-C3-C4 e O1-C3-C8 que sofreram um desvio médio absoluto de 4,37% e 4,241%, respectivamente. Esses desvios da fase aquosa em relação à fase gasosa são atribuídos principalmente à formação de ligação de hidrogênio no sítio O1 do grupo metoxi, sítio O2 e H30 do grupo amida e sítio H21 do indol. As análises topológicas confirmam a existência da formação de ligação entre os átomos da molécula de melatonina e os átomos das moléculas de água, bem como, o grau de covalência e a força da interação. As interações em torno dos sítios O1, H30 e H21 variam de fraca a moderada, e somente para o sítio O2 as interações variam de fraca a forte. Portanto, essas mudanças geométricas e eletrônicas devem ser levadas em consideração para explicar as bioatividades da melatonina.
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No entanto, estudos de interação da melatonina com moléculas de água são bastantes limitados na literatura. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal estudar os efeitos da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos e eletrônicos da melatonina usando a Dinâmica Molecular de Car-Parrinello. Os principais efeitos da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos da melatonina foram observados para os comprimentos de ligação C14-O2 (2,176%), N17-C14 (2,169%) e N16-H21 (1,079%). Os ângulos de ligação que foram mais afetados pela solvatação aquosa foram O1-C3-C4 e O1-C3-C8 que sofreram um desvio médio absoluto de 4,37% e 4,241%, respectivamente. Esses desvios da fase aquosa em relação à fase gasosa são atribuídos principalmente à formação de ligação de hidrogênio no sítio O1 do grupo metoxi, sítio O2 e H30 do grupo amida e sítio H21 do indol. As análises topológicas confirmam a existência da formação de ligação entre os átomos da molécula de melatonina e os átomos das moléculas de água, bem como, o grau de covalência e a força da interação. As interações em torno dos sítios O1, H30 e H21 variam de fraca a moderada, e somente para o sítio O2 as interações variam de fraca a forte. Portanto, essas mudanças geométricas e eletrônicas devem ser levadas em consideração para explicar as bioatividades da melatonina.Melatonin (5-methoxy-N-acetyltryptamine) is a hormone produced by the pineal gland from amino acid tryptophan. Once released into the bloodstream, melatonin presents several different types of bioactivities. Among the main bioactivities presented, highlightthe ability to remove free radicals, antioxidant activities, protective activity of DNA, circadian cycle regulation. It is possible that the broad spectrum of their bioactivities is related to the interaction of melatonin with the cell membranes. Consequently, the interaction of melatonin with the water molecules present in the bloodstream is of fundamental importance in understanding its bioactivity. However, studies of the interaction of melatonin with water molecules are quite limited in the literature. In this sense, the main objective of this work was to study the effects of aqueous solvation on the geometric and electronic parameters of melatonin using the Car-Parrinello Molecular Dynamics. The main effects of aqueous solvation on geometric parameters of melatonin were observed for the bond lengths C14-O2 (2.176%), N17-C14 (2.169%) and N16-H21 (1.079%). The bond angles that were most affected by aqueous solvation were O1-C3-C4 e O1-C3-C8 which an absolute average deviation of 4.37% and 4.241%, respectively. These deviations of the aqueous phase relative to the gas phase are attributed mainly to the formation of to the hydrogen bonding at the O1 site of the methoxy group, O2 and H30 site of the amide group and H21 site of the indole. The topological analyzes confirm the existence of the bond formation between the atoms of the melatonin molecule and the atoms of the water molecules, as well as the degree of covalence and the strength of the interaction. The interactions around the O1, H30 and H21 sites vary from weak to moderate, and only for the O2 site the interactions vary from weak to strong. Therefore, these geometric and electronic changes must be taken into account to explain the bioactivities of melatonin.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Estadual de GoiásUEG ::Coordenação de Mestrado Ciências MolecularesBrasilUEGPrograma de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências MolecularesCamargo, Ademir Joãohttp://lattes.cnpq.br/4703181040916099Camargo, Ademir JoãoNapolitano, Hamilton BarbosaSantin, Lauriane GomesRodrigues, Allane Catharina Carvalhaes2019-06-26T17:15:08Z2019-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfRodrigues, Allane Catharina Carvalhaes. Efeito da solvatação aquosa nos parâmetros geométricos e eletrônicos da melatonina usando dinâmica molecular de Car-Parrinello. 2019. 81f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Anápolis de Ciências Exatas e Tecnológicas Henrique Santillo, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, 2019.http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/133porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações da UEGinstname:Universidade Estadual de Goiás (UEG)instacron:UEG2020-12-02T18:19:20Zoai:tede2:tede/133Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://www.bdtd.ueg.br/PUBhttps://www.bdtd.ueg.br/oai/requestbibliotecaunucet@ueg.br||opendoar:2020-12-02T18:19:20Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações da UEG - Universidade Estadual de Goiás (UEG)false
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