Efeito espacial do grupo imidazol nas reações de diésteres de fosfato e fosfoimidazóis:  modelos não-miméticos da fosfolipase D

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Mozart Silvio Pereira
• Orientador(a): Tiago Antonio da Silva Brandao
• Banca de defesa: Willian Ricardo Rocha, Rita de Cassia de Oliveira Sebastiao
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Catálise intramolecular; Fosfolipase D; Fosforila; Fosfoimidazol
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-A3BRZQ

As reações que envolvem a transferência de grupos fosforila estão entre as mais estudadas em química e bioquímica devido à sua relevância em muitos processos químicos e biológicos. O controle e o aumento da velocidade reacional dessas reações são governados por uma vasta maquinaria enzimática que usa as cadeias laterais de alguns resíduos de aminoácidos presentes no sítio ativo como nucleófilos. As enzimas são macromoléculas e sua complexidade estrutural, sensibilidade à temperatura e pH dificultam os estudos de seu mecanismo de catálise. Na busca pelo entendimento do poderio catalítico da fosfolipase D, este trabalho focou no estudo do mecanismo reacional de diésteres de fosfato, pnitrofenil fosfatos de orto-(1H-imidazol-2-il)naftilas, denominados 1Ni2P-pNP, 2Ni1PpNP e 3Ni2P-pNP, que são três novos modelos não-miméticos do mecanismo da fosfolipase D. Avaliou-se os efeitos de proximidade e direcionalidade do grupo imidazol na reação dos três diésteres de fosfato. Esses isômeros reagem aos respectivos monoésteres, orto-(1H-imidazol-2-il)naftil fosfatos, em duas etapas: i. a clivagem do fosfodiéster com o ataque nucleofílico intramolecular do grupo imidazol neutro ou aniônico sob o átomo de fósforo com a formação de p-nitrofenolato e de um intermediário fosfoimidazol; ii. a hidrólise do fosfoimidazol cíclico (grupo imidazol protonado) para render os respectivos monoésteres do 1Ni2P-pNP, 2Ni1P-pNP e 3Ni2P-pNP. Neste caso, observou-se que o fosfoimidazol cíclico (grupo imidazol desprotonado) reage lentamente com água ou com outros nucleófilos oxigenados. Dentre os três diésteres, o isômero 3Ni2P-pNP foi o mais reativo na primeira etapa, apresentando uma molaridade efetiva 6,5 vezes maior do que o 1Ni2P-pNP. A primeira etapa foi avaliada computacionalmente, com uma ótima concordância com os parâmetros termodinâmicos experimentais, mostrando que a reação dos três isômeros apresenta um estado de transição sincrônico. Na etapa de hidrólise dos fosfoimidazóis cíclicos, os baixos valores obtidos de ¿NUC, indicam um estado de transição adiantado. Por fim, baseado nos resultados deste e de outros estudos, propõe-se, conforme a teoria espaço-temporal, que o cone reacional para o ataque nucleofílico sobre o átomo de fósforo é menos dependente de direcionalidade em relação ao ataque sobre o átomo de carbono.