Estudos computacionais da reação de L-cisteína, Homocisteína e Glutationa com o quimiodosímetro 2,3-dicloro-6,7- dinitroquinoxalina
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/41556 |
Resumo: | Biotióis, tais como L-cisteína (Cys), homocisteína (Hcy) e glutationa (GSH), são espécies envolvidas em diversos processos biológicos tais como formação de proteínas e enzimas; ação na desintoxicação de xenobióticos e na homeostase redox celular; tendo suas disfunções associadas a problemas cardiovasculares, neurodegenerativos, de osteoporose, dentre outros. Por isso, o desenvolvimento de metodologias visando a detecção seletiva destas espécies se traduz em um importante campo de pesquisa. O presente trabalho consiste em prover um suporte teórico para os resultados obtidos a partir da investigação do composto 2,3-dicloro6,7-dinitroquinoxalina (DCDNQX) como um candidato à quimiodosímetro seletivo para o aminoácido L-cisteína, sendo estendido também para as reações do referido substrato com Hcy e GSH. Foi utilizado o método DFT M06-2X com a função de base 6-311+G (2d, p). Foram consideradas as possíveis rotas mecanísticas para uma série de reações, considerando-se a versatilidade de Cys, Hcy e GSH como nucleófilos e considerando as diferentes possibilidades de ataques nucleofílicos pelos grupos amino e/ou tiol, tanto para mono- quanto dissubstituições, incluindo processos de ciclização intramolecular. Foram otimizados os parâmetros geométricos de todas as espécies químicas propostas em busca de parâmetros termodinâmicos, além de serem calculados os estados de transição para formação dos possíveis produtos. Os resultados indicam que o ataque pelo enxofre é preferível ao ataque pelo nitrogênio, bem como os produtos resultantes desse ataque são mais estáveis. Foi estudado também o efeito da estrutura em possíveis processos de ciclização intramolecular. |
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Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/41556Biotióis, tais como L-cisteína (Cys), homocisteína (Hcy) e glutationa (GSH), são espécies envolvidas em diversos processos biológicos tais como formação de proteínas e enzimas; ação na desintoxicação de xenobióticos e na homeostase redox celular; tendo suas disfunções associadas a problemas cardiovasculares, neurodegenerativos, de osteoporose, dentre outros. Por isso, o desenvolvimento de metodologias visando a detecção seletiva destas espécies se traduz em um importante campo de pesquisa. O presente trabalho consiste em prover um suporte teórico para os resultados obtidos a partir da investigação do composto 2,3-dicloro6,7-dinitroquinoxalina (DCDNQX) como um candidato à quimiodosímetro seletivo para o aminoácido L-cisteína, sendo estendido também para as reações do referido substrato com Hcy e GSH. Foi utilizado o método DFT M06-2X com a função de base 6-311+G (2d, p). Foram consideradas as possíveis rotas mecanísticas para uma série de reações, considerando-se a versatilidade de Cys, Hcy e GSH como nucleófilos e considerando as diferentes possibilidades de ataques nucleofílicos pelos grupos amino e/ou tiol, tanto para mono- quanto dissubstituições, incluindo processos de ciclização intramolecular. Foram otimizados os parâmetros geométricos de todas as espécies químicas propostas em busca de parâmetros termodinâmicos, além de serem calculados os estados de transição para formação dos possíveis produtos. Os resultados indicam que o ataque pelo enxofre é preferível ao ataque pelo nitrogênio, bem como os produtos resultantes desse ataque são mais estáveis. Foi estudado também o efeito da estrutura em possíveis processos de ciclização intramolecular.Biothiols, such as L-cysteine (Cys), homocysteine (Hcy) and glutathione (GSH), are species involved in several biological processes such as protein and enzyme formation; action in the detoxification of xenobiotics and cellular redox homeostasis; having its dysfunctions associated with cardiovascular problems, neurodegenerative, osteoporosis, among others. Therefore, the development of methodologies aimed at the selective detection of these species is an important field of research. The present work consists of providing theoretical support for the results obtained from the investigation of the compound 2,3-dichloro-6,7- dinitroquinoxaline (DCDNQX) as a candidate for selective chemodosimeter for the amino acid L-cysteine, being extended also to the reactions of that substrate with Hcy and GSH. The DFT M06-2X method was used with the base function 6- 311+G (2d, p). Possible mechanistic routes for a series of reactions were considered, considering the versatility of Cys, Hcy and GSH as nucleophiles and considering the different possibilities of nucleophilic attacks by amino and/or thiol groups, both for mono- and di-substitutions, including processes of intramolecular cyclization. The geometric parameters of all chemical species proposed were optimized in search of thermodynamic parameters, in addition to calculating the transition states for the formation of possible products. The results indicate that sulfur attack is preferable to nitrogen attack, and the products resulting from this attack are more stable. The effect of the structure on possible intramolecular cyclization processes was studied too.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilQuímica orgânicaBiotióis2,3-dicloro-6,7-dinitroquinoxalinaQuimiodosímetroM062XEstudos computacionais da reação de L-cisteína, Homocisteína e Glutationa com o quimiodosímetro 2,3-dicloro-6,7- dinitroquinoxalinainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALEstudoscomputacionaisreacao_Santos_2021.pdfapplication/pdf1826650https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/41556/1/Estudoscomputacionaisreacao_Santos_2021.pdff17b24bd7896b039f847e27e69df2d38MD51123456789/415562022-05-02 12:57:22.213oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/41556Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:57:22Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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Biotióis, tais como L-cisteína (Cys), homocisteína (Hcy) e glutationa (GSH), são espécies envolvidas em diversos processos biológicos tais como formação de proteínas e enzimas; ação na desintoxicação de xenobióticos e na homeostase redox celular; tendo suas disfunções associadas a problemas cardiovasculares, neurodegenerativos, de osteoporose, dentre outros. Por isso, o desenvolvimento de metodologias visando a detecção seletiva destas espécies se traduz em um importante campo de pesquisa. O presente trabalho consiste em prover um suporte teórico para os resultados obtidos a partir da investigação do composto 2,3-dicloro6,7-dinitroquinoxalina (DCDNQX) como um candidato à quimiodosímetro seletivo para o aminoácido L-cisteína, sendo estendido também para as reações do referido substrato com Hcy e GSH. Foi utilizado o método DFT M06-2X com a função de base 6-311+G (2d, p). Foram consideradas as possíveis rotas mecanísticas para uma série de reações, considerando-se a versatilidade de Cys, Hcy e GSH como nucleófilos e considerando as diferentes possibilidades de ataques nucleofílicos pelos grupos amino e/ou tiol, tanto para mono- quanto dissubstituições, incluindo processos de ciclização intramolecular. Foram otimizados os parâmetros geométricos de todas as espécies químicas propostas em busca de parâmetros termodinâmicos, além de serem calculados os estados de transição para formação dos possíveis produtos. Os resultados indicam que o ataque pelo enxofre é preferível ao ataque pelo nitrogênio, bem como os produtos resultantes desse ataque são mais estáveis. Foi estudado também o efeito da estrutura em possíveis processos de ciclização intramolecular. |
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