CARACTERIZAÇÃO E FUNCIONALIZAÇÃO DE AMINOÁCIDOS EM NANOESTRUTURAS 3D DE CARBONO TIPO CX (x = 50, 60 e 70)

Resumo

Os aminoácidos são as unidades estruturais fundamentais das proteínas e peptídeos, e são essenciais para o corpo humano. A funcionalização com aminoácidos aumenta a solubilidade de fulerenos em água e soluções aquosas, por isso, apresenta várias aplicações, especialmente as biológicas. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo caracterizar as moléculas de aminoácidos essenciais apolares (alanina, isoleucina, fenilalanina e valina) e sua funcionalização com fulerenos C50, C60 e C70 , por meio de simulações computacionais baseadas na Dinâmica Molecular (com o UFF) e na DFT (com LDA-PWC e GGA-PBE). Inicialmente, realizou-se a caracterização estrutural de cada molécula de aminoácido isolada, apresentando os comprimentos de ligação, os ângulos de ligação e torção, o estudo dos orbitais moleculares de fronteira, da densidade de estados e das propriedades da adsorção dos aminoácidos com os fulereno por meio do cálculo das energias potenciais de interação em função da distância entre os respectivos centroides, tanto quântica quanto classicamente. Como resultado, o funcional GGA- PBE apresentou a menor energia para os quatro aminoácidos. Foi observada uma predominância dos orbitais HOMO no grupo amino e do orbital LUMO na carbonila e no anel fenil (para fenilalanina). A simulação com os fulerenos C60 e C70 junto as moléculas de aminoácidos foram bem sucedidos, exceto com C50 pois ele é muito instável e as ligações foram quebradas no cálculo quântico. Assim, os resultados obtidos por meio das simulações foram satisfatórios e permitiram obter as propriedades dos aminoácidos estudados e da sua adsorção com fulerenos, visando o aumento da solubilidade dos fulerenos.