Estudo de propriedades estruturais e hiperfinas em complexos metálicos

• Main Author: Rafael Rodrigues do Nascimento
• Other Authors: Helena Maria Petrilli
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2014
• Subjects: Complexos metálicos; Dinâmica molecular; DNA; Estrutura eletrônica; Interação hiperfina; Electronic structure; Hyperfine interaction; Metal complexes; Molecular dynamics
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-30102014-103035/

O estudo computacional da interação de biomoléculas com metais de transição é bastante desafiador. Sendo assim, investigamos computacionalmente diferentes propriedades eletrônicas, estruturais e hiperfinas de complexos metálicos, a saber: a) o gradiente do campo elétrico de Crown thioethers coordenados à Ag e ao Cd e comparado com as medidas da técnica espectroscópica Time Differential Perturbed Angular Correlation durante o decaimento nuclear 111Ag -> 111Cd ; b) o acoplamento hiperfino no metal coordenado à bases de Schiff e comparado com as medidas de ressonância eletrônica paramagnética durante o equilíbrio ceto-enol; c) a interação termodinâmica entre o complexo [Cu(isaenim)]2+ e o sulco menor do DNA, por meio da dissociação do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, comparada com a energia livre experimental fornecida pela constante de equilíbrio de formação deste sistema; e d) por meio do cálculo do acoplamento hiperfino realizamos alguns passos na direção da caracterização teórica do complexo supramolecular no estado ligado. Utilizamos a teoria do funcional da densidade no esquema de Kohn-Sham para obter as propriedades hiperfinas eletrônicas e magnéticas dos complexos metálicos. No estudo do equilíbrio ceto-enol utilizamos simulações de dinâmica molecular clássica e híbrida QMMM para estimar as distancias Cu-Oágua. No caso do complexo supramolecular [Cu(isaenim)]2+-DNA, simulações de dinâmica molecular e metadinâmica clássica foram utilizadas para propor uma rota de reconhecimento molecular em um oligômero de DNA. === Computational study of the interaction of biomolecules with transition metals is very challenging. Thus, we have investigated different electronic, structural and hyperfine properties of the metal complexes: a) the electric field gradient properties of Crown thioethers coordinated with Ag and Cd and compared to Time Differential Perturbed Angular Correlation measurements during nuclear decay; b) the hyperfine coupling in the metal of Schiff basis coordinated with copper and compared to electronic paramagnetic resonance measurements during the keto-enol equilibrium; c) the thermodynamic interaction between [Cu(isaenim)]2+ complex and the DNA minor groove, by the dissociation of this supramolecular complex, comparing its free energy experimental provided by the formation constant; and d) through the calculation of the hyperfine coupling in the Cu, we characterized the bound state of this supramolecular complex. We used the density functional theory in the Kohn-Sham scheme in order to obtain the electric and magnetic hyperfine properties of the metal complexes. In the keto-enol equilibrium study, we used classic and QMMM molecular dynamics to estimate the Cu-Owater distances. Regarding [Cu(isaenim)]2+-DNA system, classical molecular dynamics and metadynamics simulations were used to propose a molecular recognition route in a DNA oligomer.