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Estudo computacionais de dopamina em solução aquosa
Hercules Pereira da Silva
Centro de Biomateriais / Instituto de Física e Química / Universidade Federal de Itajubá
Agora você poderia compartilhar comigo suas dúvidas, observações e parabenizações
Crie um tópicoA dopamina, essencial no cérebro, apresenta-se na forma catiônica em pH sanguíneo. Há interações intramoleculares que interferem em seu equilíbrio conformacional. Isto torna-a energeticamente competitiva entre as conformações gauche e trans. Utilizando os métodos MP2 e de Monte Carlo aplicado à distribuição de Boltzmann, foi possível observar como a presença da água interfere em suas propriedades termodinâmicas neste estudo comparativo.
Rodrigo Albuquerque
Ola Hercules, parabens pelo trabalho. Gostaria de perguntar algumas questoes para voce: 1. Voce tem informacoes sobre a possibilidade da molecula de dopamina, em meio aquoso e no pH do sangue ou menores, possuir mais de um sitio de protonacao e adquirir carga (II) ou (III), a partir da protonacao do nitrogenio na amina terminal ? 2. A escolha do nivel MP2 foi limitacao computacional ou houve algum outro motivo? 3. Voce possui as morfologias dos orbitais HOMO-LUMO para cada conformacao ? Talvez isso fosse importante para verificar a hipotese da estabilizacao dos eletrons pi e a amina terminal. Obrigado
Paula Homem-de-Mello
Olá, Hercules!
Parabéns pelo seu trabalho. Quais os pKas da dopamina, vocês levaram isso em consideração?
Abraços
Paula
Hercules Pereira da Silva
Olá Paula, muito obrigado por sua pergunta!
Há trabalho reportado na literatura mostrando como resultados as constantes de equilíbrio ácido/base, dependendo do sítio de protonação/desprotonação da dopamina (o que chamam de microconstantes) ou do equilíbrio da solução de forma geral (o que chamam de macroconstantes). Pelas microconstantes foram encontrados: o valor de log Ka = 8,96 para a desprotonação do -NH3+ terminal; log Ka = 9,98 para a desprotonação do grupo -OH catecol. E para a macroconstante, log Ka = 8,92 (NAGY, P.; TAKÁCS-NOVÁK, K; 2004).
Neste trabalho, a questão do pKa seria um dos objetivos finais visando entender quais viriam ser as relações entre os resultados teóricos deste estudo e os resultados de bancada já encontrados e reportados por outros cientistas em seus trabalhos. Então aqui neste trabalho as propriedades termodinâmicas e eletrônicas de orbitais moleculares de fronteira são consideradas neste intuito. E assim foram e estão sendo efetuadas as simulações: fornecendo parâmetros de cargas pontuais dos átomos, temperatura, pressão, etc; e as variáveis na estrutura do soluto sendo sua carga líquida e sua conformação. Espero ter sanado sua dúvida, caso contrário pode me perguntar novamente. Obrigado!
Régis Casimiro Leal
Parabéns, Hercules! Excelente trabalho e apresentação! Vou aproveitar o tópico da Profa. Paula, e de acordo com sua resposta, sugerir (dar a ideia) que vocês mesmo tentem calcular o pka da dopamina...isso certamente enriqueceria o seu trabalho ou daria um novo trabalho ao grupo. Veja essa referencia de um colega de grupo de pesquisa: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpca.0c08283
Hercules Pereira da Silva
Régis, muito obrigado por suas sugestões, com certeza farão grande diferença no meu trabalho, abraços!
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Hercules Pereira da Silva
Olá Rodrigo, muito obrigado pelas perguntas!
1- Até o momento não encontrei nenhum outro trabalho que mencionasse a existência ou possibilidade da estrutura ser encontrada que não seja nas formas neutra, com carga positiva (+1) ou com carga negativa (-1); ou que haja outros sítios de protonação/desprotonação que não sejam -NH2 ou -OH. Alguns trabalhos apontam que a dopamina é predominantemente encontrada em sua forma +1 em pH abaixo de 8; em pH 7,4 cerca de 97% da dopamina está com o grupo amina terminal protonado (NAGY, P.; TAKÁCS-NOVÁK, K., 2004). Também pode ser encontrada em sua forma neutra zwitteriônica, contendo os sítios amina protonado e hidroxila do catecol desprotonado.
2- Como estou há pouco tempo no campo da química computacional e em nível de graduação, ainda não possuo domínio teórico suficiente para analisar o sistema e decidir sobre quais metodologias seriam mais adequadas. A utilização do método MP2 foi por sugestão da orientação.
3- A questão do estudo dos orbitais de fronteira sobre os sistemas estudados fazem parte das ideias do projeto, com certeza seria de grande importância avaliar estas correlações eletrostáticas destas interações. A ideia, até então, é fazer também este estudo de orbitais comparando-se as fases gás com as soluções aquosas teóricas, tendo como as principais variáveis as cargas líquidas e as conformações do soluto. Mas por questões de tempo e falhas técnicas computacionais nas simulações de Monte Carlo que surgiram ao longo do projeto, estes passos infelizmente ainda não foram realizados. Serão os próximos passos com certeza!
Rodrigo Albuquerque
Ola Hercules, obrigado pela resposta bem detalhada. Poderia, por gentileza me passar essa referencia de forma completa. Obrigado
Hercules Pereira da Silva
NAGY, P. I.; TAKÁCS-NOVÁK, K. Tautomeric and conformational equilibria of biologically important (hydroxyphenyl)alkylamines in the gas phase and in aqueous solution. Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry, v. 6, n. 10, p. 2838-2848, 18 mar. 2004.
Aqui está! Eu quem agradeço.