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Previous issue date: 2016-10-21 / CNPQ / Materiais bionspirados em peptídeos e proteínas possuem ampla diversidade de
aplicações científicas e tecnológicas. Este trabalho se concentrou na descrição de
propriedades dinâmicas e conformacionais de dois biomiméticos: peptóides e
catecóis. Peptóides são oligômeros de glicinas N-substituídas de interesse biológico
devido à resistência a proteases, maior estabilidade térmica, ambiental e facilidade
de síntese, em comparação a peptídeos. Todavia, os desafios à aplicação de
peptóides são devidos a flexibilidade ocasionada pela perda das ligações de
hidrogênio intra-cadeia principal e interconversão cis/trans à temperatura ambiente.
A simulação molecular clássica de peptóides tem sido limitada pelos campos de
força existentes que não permitem a rotação interna da ligação amida sem o uso de
técnicas para melhorar a amostragem. Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto
de parâmetros para a simulação de peptóides que permitiu descrever corretamente
as populações conformacionais cis/trans de unidades monomêricas, em comparação
a dados de RMN. As simulações de oligômeros mostraram estruturas bastantes
flexíveis, não condizentes com conclusões propostas a partir de espectros de
dicroísmo circular, que tem atribuído estruturas helicoidais a estes oligômeros. Os
resultados sugerem que as transições eletrônicas favorecidas pelas conformações
cis são as principais responsáveis pelos espectros obtidos. Adicionalmente,
simulações por dinâmica molecular foram utilizadas para caracterizar a adsorção de
moléculas catecóis em superfícies minerais. Proteínas de pés de mexilhões
inspiraram nossos colaboradores na síntese de dois tipos de moléculas: iniciadores
acrilatos para aplicação em resinas odontológicas e surfactantes zwiteriônicos para
transistores orgânicos de efeito de campo (OFETs). Dentre as moléculas
sintetizadas, os catecóis apresentaram melhores resultados nas aplicações
propostas e forte adesão a superfícies minerais. A modelagem molecular permitiu
elucidar como mudanças na estrutura molecular de catecóis acrilatos e da superfície
mineral afetaram a adsorção. Os nossos resultados mostraram ainda que a
automontagem de monocamadas de catecóis zwiteriônicos é governada pelo
balanço entre ligações de hidrogênio, interações entre anéis aromáticos e
dessolvatação da superfície mineral. / Peptides and proteins bioinspired materials have wide range of scientific and
technological applications. This work has focused on the description of dynamic and
conformational properties of two biomimetics: peptoids and catechols. Peptoids are
N-substituted glycine oligomers of biological interest due proteases resistance,
higher thermal and environmental stability and easier synthesis, when compared to
peptides. However, the flexibility caused by the lack of intra-backbone hydrogen
bonds and cis/trans interconversion at room temperature represents the main
challenge for applications based on structure-function relationship. Classical
molecular simulation of peptoids has been limited by the existing force fields, which
do not allow amide bond internal rotation without the use of enhanced sampling
techniques. In this work, the development of a set of parameters for peptoids
simulation allowed the correctly description of cis/trans conformational populations in
monomeric units, when compared to NMR data. The oligomers simulations showed
flexible structures and that are not consistent with the withdrawn conclusions from
circular dichroism spectra that has attributed helical structures to these oligomers.
The results suggested that electronic transitions favored by cis conformations are
mainly responsible by the obtained spectra. In addition, molecular dynamics
simulations were used to characterize the adsorption of catechol molecules on
mineral surfaces. Mussel foot proteins inspired our coworkers to synthesize two
types of molecules: acrylic primers for dental resins and zwitterionic surfactants for
organic field effect transistors (OFETs). Among the synthesized molecules, catechols
showed best results for the proposed applications and strongest adhesion on mineral
surfaces. Molecular modeling allowed elucidating how changes in molecular structure
of acrylic catechols and on mineral surface affected adsorption. Our results also
showed that the self-assembling of zwiterionic catechol monolayers is governed by
the balance between hydrogen bonds, interactions between aromatic rings and
desolvation of the mineral surface.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18435 |
| Date | 21 October 2016 |
| Creators | SILVA, Keila Cristina Cunha e |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/0935712216945804, LINS NETO, Roberto Dias |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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