Estudo dinâmico, eletrônico e cinético dos complexos curcumina-metanol e teobromina-água

Abstract

O estudo de moléculas biologicamente ativas é de particular importância em química, medicina, farmacologia e biologia molecular. Nesse trabalho são abordadas duas moléculas orgânicas que apresentam várias propriedades medicinais e são encontradas em alimentos muito consumidos pela população mundial. A primeira delas é a teobromina e a mesma é encontrada principalmente no chocolate, no chá verde e no café. A segunda é a curcumina que é o principal constituinte ativo do açafrão. Na primeira etapa desse trabalho realizamos um estudo de estrutura eletrônica da teobromina isolada e em solução aquosa para observarmos a influência da adição de moléculas de água nas propriedades eletrônicas e geométricas desse composto. Fizemos um estudo de Dinâmica Molecular de Car-Parrinello da teobromina isolada e outro da hidratação dessa molécula. Nosso foco foi determinar as principais interações da teobromina com o solvente. Isso foi feito utilizando a função de distribuição radial de pares para investigar o efeito do número de moléculas de água na primeira camada de solvatação da teobromina e assim descrever melhor as propriedades dessa solução. O tempo médio de residência e análise das ligações de hidrogênio também foram abordadas. A análise do efeito solvente sobre o tautomerismo enol-enol da curcumina pode orientar a racionalização de sistemas de interesse químico e biológico. Embora o fenômeno seja amplamente estudado, a natureza do rearranjo de prótons envolvendo a solvatação explícita continua sendo uma questão importante. Neste estudo, descrevemos o fenômeno por meio de uma abordagem ab initio da curcumina isolada e em solução de metanol. O mecanismo envolvido no rearranjo de prótons foi investigado por dinâmica molecular de Car-Parrinello e pelo método estático M062X / DFT. O perfil de energia livre e a superfície de energia potencial no ambiente de metanol foram exploradas e comparados com a fase gasosa – curcumina isolada. O perfil de energia potencial em metanol mostra a distribuição assimétrica de prótons nas formas enol de curcumina e um comportamento simétrico foi observado na fase gasosa. A constante de velocidade da transferência intramolecular de prótons, determinada via Teoria do Estado de Transição, indicou que o efeito de tunelamento desempenha um papel importante quando a molécula de curcumina está sob a influência do metanol. Estes resultados sugerem um critério para caracterizar a simetria do perfil de energia potencial para a transferência intramolecular de prótons.