Obtenção das conformações mais estáveis da molécula de β-naftilxilose

Abstract

Os carboidratos são compostos abundantes na natureza, desempenhando muitas funções biológicas, metabólicas e com diversas aplicações industriais. A presença de grupos hidroxila e outros grupos substituintes e as possíveis orientações que esses grupos podem assumir são fatores que permitem diferentes possibilidades conformacionais a serem investigadas. Dados obtidos para a xilose mostram que esta pentose, com um substituinte hidrofóbico, ao funcionar como inicializador promovendo a ligação entre os glicosaminoglicanos e as proteínas extracelulares nas células cancerosas, contribui de maneira considerável para que a proliferação e nutrição das células tumorais sejam diminuídas, agindo de modo seletivo. O objetivo deste trabalho é obter as conformações mais estáveis da molécula de -naftil-xilose, para a partir destes resultados melhor entender a natureza da interação carboidrato-proteína em estudos futuros. Essa obtenção consiste no seu estudo conformacional em fase gasosa, em solução (PCM) e em solução explicitando as moléculas do solvente, incluindo otimização de geometrias, cálculos de frequência, cálculos de população e cálculos de rotação específica. Para esses cálculos será utilizada a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com o funcional B3LYP e funções de base tipo 6-31+G(d,p), uma combinação que se mostra apropriada para o tratamento de carboidratos de tamanho moderado a grande. O número de confôrmeros a serem investigados para essa obtenção é determinado pelas diferentes posições que cada um dos três grupamento hidroxila da molécula pode assumir individualmente, além daquela do grupo naftil. Inicialmente, considerando os diedros φ1, φ2, φ3 e φ4, definidos respectivamente pelas sequências de átomos (Cβnaftil–O1-C1-O5), (H2-O2-C2-C1), (H3-O3-C3-C2) e (H4-O4-C4-C3), foram feitos cálculos de otimização de geometria em fase gasosa para as 81 possibilidades conformacionais. Combinando os seis valores de mínimo de ângulo diedro φnaftil (Cαnaftil-Cβnaftil–O1-C1) – obtidos a partir da construção da superfície de energia potencial com as 12 conformações mais estáveis encontradas na primeira etapa, 72 possibilidades a serem investigadas foram construídas, a partir das quais foram obtidas 51 conformações. Para as 19 conformações mais estáveis, foram realizados cálculos em solução (PCM) e também explicitando as moléculas do solvente (microsolvatação) com nova otimização de geometria, cálculos de frequência e cálculos de rotação específica. Para o sistema solvatado em PCM, o valor de rotação específica encontrado foi de -70,12 °/dm(g/cm3) e para o sistema microsolvatado o valor encontrado para esta propriedade foi de -42,82 °/(dm(g/cm3). Comparando-se os valores encontrados para o sistema em PCM e explicitando-se as moléculas de solvente, observa-se que para o sistema microsolvatado o valor da propriedade analisada se aproxima mais daquele experimental, que é de -32°/(dm(g/cm3).