Estudo Químico Quântico Computacional da Biossíntese do Triterpeno Pentacíclico Friedelina

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Oliveira, Marcelo Tavares de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: biosíntese; biosynthesis; carbocation; carbocátion; DFT; friedelin; friedelina; triterpene; triterpeno
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-10052021-111538/

Terpenos representam a maior classe de produtos naturais com variadas aplicações na agricultura, medicina, como fragrâncias e aromatizantes. Na natureza, terpenos possuem importante função na comunicação química. Apesar da grande variedade de compostos, as enzimas responsonsáveis realizam as transformações em apenas alguns poucos substratos. Terpeno sintetases são enzimas importantes no processo sendo responsáveis por ciclizações e diversos rearranjos conduzindo a variados núcleos e configurações a partir de uma estrutura base. Após o terpeno sofrer ativação, carbocátions estão presentes por todo mecanismo. Para esta tese, exploramos uma série de ciclizações e rearranjos envolvidos na biossíntese do triterpeno friedelina utilizando métodos de química quântica. Partiu-se do cátion damarenila, precursor-chave na biossíntese de triterpenos em plantas. Objetivou-se investigar a reatividade intrínseca dos diversos carbocátions na cascata de reações. Todas estruturas relevantes foram localizadas permitindo se determinar as barreiras. Os resultados mostram um mecanismo mais detalhado do que aquele apresentado anteriorment, que permite avançar em novos estudos computacionais e/ou experimentais. Entre as estruturas de carbocátions do mecanismo destacamos alguns, dentre os quais dois são secundários. Na ciclização do cátion bacharenila, um carbocátion não-clássico muito próximo ao estado de transição foi localizado. Para a conversão do cátion germanicila I em germanicila II, inferiu-se a existência de interações intermoleculares envolvidas na estabilização do carbocátion favorecendo uma conformação menos estável necessária à transformação, que sugere a participação da enzima para a conversão. O carbocátion glutinila foi o único a apresentar a hidroxila do anel A na posição axial sendo responsável parcialmente pela maior barreira de toda a sequência. Ainda observamos ainda que o momento de dipolo dos cátions aumenta seguindo um padrão do centro para os extremos da estrutura; implicações são discutidas. Os métodos utilizados no estudo foram comparados e não se observou nenhuma diferença siginificativa para o desvio absoluto médio entre os funcionais mPW1PW91 e B3LYP.