Abordagem teórica das interações dissacarídeo-protótipo de membrana fosfolipídica

Abstract

A presente tese teve como objetivo principal estudar as interações entre uma molécula de dissacarídeo e um protótipo de membrana fosfolipídica, formado por um sistema dimérico composto por duas moléculas de fosfolipídio. Tal estudo foi feito de maneira teórica, utilizando métodos quânticos para a modelagem dos sistemas moleculares de interesse: um método baseado na Teoria do Funcional da Densidade (B97-D/6-31G(d,p)) e um método semi-empírico (PM6). Os dissacarídeos considerados foram trealose, maltose e celobiose. O fosfolipídio considerado foi dioctanoil- fosfatidilcolina. O estudo de tais interações envolveu a construção do protótipo de membrana fosfolipídica e a criação de um protocolo para a aproximação dos dissacarídeos ao protótipo e se deu por meio do cálculo da energia de interação quando na formação dos sistemas interagentes (dissacarídeo-protótipo de membrana fosfolipídica). Com base em critérios geométricos, foram identificados dois tipos de interações entre todos os dissacarídeos e o protótipo de membrana fosfolipídica: interações com grupos fosfato e com grupos trimetil-amônio. Foram obtidos os espectros de absorção no infravermelho para o protótipo de membrana fosfolipídica isolado e para todos os sistemas interagentes – quatro para a trealose, três para a maltose e dois para a celobiose, a fim de comparar o comportamento do sinal correspondente ao estiramento assimétrico do grupo fosfato para agregados fosfolipídicos secos e agregados fosfolipídicos na presença de diferentes carboidratos, indicado na literatura como diferentemente afetado pela presença de diferentes carboidratos. Utilizando uma equação que relaciona o valor da constante de acoplamento de spin heteronuclear à três ligações 3JC1,H1’ ao valor do ângulo diedro definido pela sequência de átomos C1–O–C1’–H1’, ao longo da ligação glicosídica da trealose, foram calculados os respectivos valores de 3JC1,H1’ para todos os quatro sistemas interagentes obtidos. A partir do cálculo de população de Boltzmann para os sistemas interagentes, foi obtido um valor médio para a constante de acoplamento, que foi comparado ao resultado experimental disponível na literatura. Os valores de energia de interação dissacarídeo- protótipo de membrana fosfolipídica não mostraram concordância com o comportamento do sinal correspondente ao estiramento assimétrico do grupo fosfato, isso considerando os sistemas interagentes de mais baixa energia, sem correção de ponto zero. Tal resultado foi compreendido como sendo um forte indício de que as interações com grupos trimetil-amônio também precisam ser consideradas nessa avaliação. Já o valor médio obtido para a constante de acoplamento de spin heteronuclear, comparou-se muito bem ao valor experimental disponível na literatura, sendo um indicativo de que os valores dos ângulos glicosídicos da trealose presentes nos sistemas interagentes obtidos teoricamente comparam-se àqueles assumidos pelo dissacarídeo em sistemas interagentes reais, de forma que o método PM6, utilizado para a modelagem dos sistemas interagentes, pode ser apontado como um método computacional capaz de descrever adequadamente os efeitos estabilizantes da ligação glicosídica da trealose nesse tipo de sistema.