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http://hdl.handle.net/1843/36462
Type: | Dissertação |
Title: | Estudos de imobilização da enzima (S)-norcoclaurina sintase e potencial de aplicação à síntese de tetraidroisoquinolinas |
Authors: | Yan Ferraz Ximenes Ladeira |
First Advisor: | Adolfo Henrique de Moraes Silva |
First Co-advisor: | Amanda Silva de Miranda |
First Referee: | Tiago Antônio da Silva Brandão |
Second Referee: | Gaspar Diaz Muñoz |
Abstract: | Enzimas são macromoléculas capazes de catalisar reações químicas em condições brandas e com elevada quimio-, régio- e estereosseletividade, proporcionando vantagens em relação a muitos métodos não enzimáticos convencionais. A enzima (S)-norcoclaurina sintase ((S)-NCS), catalisa, na natureza, a reação cujo mecanismo químico foi proposto por Pictet-Spengler. A reação catalisada pela (S)-NCS, ocorre entre a dopamina e compostos carbonílicos, como aldeídos e cetonas, formando tetraidroisoquinolinas, uma importante classe de compostos com diversas aplicações farmacêuticas. O presente trabalho teve por objetivo, realizar um estudo de imobilização da (S)-NCS, aplicadas a síntese de uma tetraidroisoquinolina resultante da reação entre dopamina e hexanal. Para isso, a enzima foi produzida via expressão heteróloga de proteínas, purificada e imobilizada em uma série de matrizes, resultando em biocatalisadores avaliados quanto ao reuso e desempenho em diferentes temperaturas. Foram usadas técnicas de cromatografia, para purificação, espectroscopia no UV/Visível e espectroscopia de dicroísmo circular no UV distante, para análise estrutural da (S)-NCS e espectroscopia de RMN para mapear a reação através da quantificação da concentração de reagentes e produto. De todas as matrizes, a Diaion HP-2MG apresentou o maior valor de rendimento de imobilização (99%) seguido da Celite 545 (86%), Ni-NTA (65%), Caolin (64%) e por último Dowex 1X4 (53%). Por outro lado, quanto a reação entre a dopamina e hexanal, a amostra de Diaion HP-2MG apresentou desempenho inferior as demais, enquanto a Ni-NTA, Celite 545 e Caolin, se mostraram superiores neste aspecto, além de apresentarem bom desempenho no que se refere a reusabilidade. Por fim, foi identificada a possibilidade de realizar experimentos posteriores envolvendo temperaturas de reação superiores e maiores concentrações de co-solvente orgânico na reação visando avaliar o ganho de estabilidade proporcionado pela imobilização nas matrizes usadas nesse trabalho. |
Abstract: | Enzymes are macromolecules capable of catalyzing chemical reactions in mild conditions and with high chemo-, regium- and stereoselectivity, providing advantages over many conventional non-enzymatic methods. The enzyme (S)-norcoclaurine synthase ((S) -NCS), catalyzes, in nature, the reaction whose chemical mechanism was proposed by Pictet-Spengler. The reaction catalyzed by (S) -NCS occurs between dopamine and carbonyl compounds, such as aldehydes and ketones, forming tetrahydroisoquinolines, an important class of compounds with diverse pharmaceutical applications. The objective of the present work was to carry out an immobilization study of (S) -NCS, applied to the synthesis of a tetrahydroisoquinoline resulting from the reaction between dopamine and hexanal. For this, the enzyme was produced via heterologous protein expression, purified and immobilized in a series of matrices, resulting in biocatalysts evaluated for reuse and performance at different temperatures. Chromatography techniques were used for purification, UV / Visible spectroscopy and circular dichroism spectroscopy in the distant UV, for structural analysis of (S) -NCS and NMR spectroscopy to map the reaction by quantifying the concentration of reagents and product. Of all matrices, Diaion HP-2MG presented the highest value of immobilization yield (99%) followed by Celite 545 (86%), Ni-NTA (65%), Caolin (64%) and lastly Dowex 1X4 (53%). On the other hand, as for the reaction between dopamine and hexanal, the sample of Diaion HP-2MG presented a lower performance than the others, while Ni-NTA, Celite 545 and Caolin, were superior in this aspect, in addition to presenting good performance in refers to reusability. Finally, the possibility of carrying out further experiments involving higher reaction temperatures and higher concentrations of organic co-solvent in the reaction was identified in order to assess the stability gain provided by the immobilization in the matrices used in this work. |
Subject: | Química orgânica Enzimas Dopamina Solventes orgânicos Espectroscopia de ressonância nuclear Testes químicos e reagentes Espectroscopia visível Dicroísmo circular |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Rights: | Acesso Restrito |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/36462 |
Issue Date: | 3-May-2021 |
metadata.dc.description.embargo: | 3-May-2022 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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ESTUDOS DE IMOBILIZAÇÃO DA ENZIMA (S)-NORCOCLAURINA SINTASE E POTENCIAL DE APLICAÇÃO À SÍNTESE DE TETRAIDROISOQUINOLINAS.pdf | Dissertação de Mestrado de Yan Ferraz Ximenes Ladeira | 6.14 MB | Adobe PDF | View/Open |
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