Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5043
Tipo: Dissertação
Título: “ESTUDO ESTRUTURAL DA CLOROFILA A COM NANO PARTÍCULAS DE PRATA: UMA ABORDAGEM COMPUTACIONAL"
Autor(es): NAYHARA BANDEIRA DUARTE FEITOSA DE QUEIROZ
Primeiro orientador: Marcos Serrou do Amaral
Resumo: Nas últimas décadas, a nanotecnologia tem sido rapidamente desenvolvida e aplicada em muitos campos, como medicina, estética, indústria, tecnologia de comunicação, entre outras. As nanopartículas de prata (AgNPs) são um dos nanomateriais mais produzidos e utilizados devido à sua capacidade antimicrobiana e antibacteriana, permitindo uma ampla gama de aplicações comerciais. Com o aumento do uso e descarte de produtos produzidos com nanotecnologia, estima-se que o acúmulo de nanomateriais no meio ambiente será inevitável, com efeitos prejudiciais aos ecossistemas. Nesse cenário, também é importante entender os riscos das interações entre nanopartículas e as plantas, que são componentes fundamentais de todo o ecossistema e que estão mais potencialmente expostas às nanopartículas devido a sua constante interação com o ar, solo e água. Nas plantas, encontramos a clorofila que está dentre as moléculas mais importantes da natureza, é super versátil com atividades que não se limitam a apenas desempenhar um papel importante na natureza, mas também em várias aplicações humanas e artificiais, seja como indicador da concentração de herbicida, biomaterial, biossensor ou até mesmo na produção de gás hidrogênio. Neste contexto, o presente trabalho buscou avaliar a interação entre a clorofila e AgNPs através de técnicas de dinâmica molecular. O estudo teórico da estrutura tem sido um desafio pois como ela apresenta um íon metálico coordenado aos nitrogênio, não há parâmetros de campo de força disponíveis na literatura. Para que fosse possível realizar o estudo, foi necessário construir os parâmetros de campo de força. O mesmo foi realizado utilizando o software MCPB.py, um construtor para parâmetros de centro de metal baseado em Python que utiliza o método seminário. Com o modelo gerado foi possível obter o estudo computacional da estrutura. As estruturas de Clorofila e feofitina foram otimizadas pelo método DFT, nível de teoria B3LYP com conjuntos de base 6-31G . As dinâmicas foram realizadas no software AMBER18, nos ensembles NpT por 200 ns. A nanopartícula foi inserida através do campo de força INTERFACE, e sua dinâmica com a clorofila foi realizada em 300 ns. Com os resultados foi possível observar diferenças significativas nas estruturas da clorofila após o tempo de dinâmica molecular, além disso os resultados obtidos nos levam a crer que a presença das AgNPs causam algum tipo de interferência no sistema. Resultados mais conclusivos, como o estudo experimental sugere, demonstrando que as AgNP podem apresentar um risco potencial para as plantas serão necessários no futuro. Palavras-chave: Dinâmica Molecular, MCPB.py, nanopartícula de prata.
Abstract: Over the decades, nanotechnology has been rapidly developed and applied in many fields, such as medicine, aesthetics, industry, communication technology, among others. Silver nanoparticles (AgNPs) are one of the most produced and used nanomaterials due to their antimicrobial and antibacterial capacity, allowing a wide range of commercial applications. With the increase in the use and disposal of products produced with nanotechnology, it is estimated that the accumulation of nanomaterials in the environment will be inevitable, with harmful effects on ecosystems. In this scenario, it is also important to understand the risks of interactions between nanoparticles and plants, which are fundamental components of the entire ecosystem and which are more potentially exposed to nanoparticles due to their constant interaction with air, soil and water. In plants, we find chlorophyll, which is among the most important molecules in nature, it is super versatile with activities that are not limited to just playing an important role in nature, but also in various human and artificial applications, whether as an indicator of herbicide concentration, biomaterial, biosensor or even in the production of hydrogen gas. In this context, the present work sought to evaluate the interaction between chlorophyll and AgNPs through molecular dynamics techniques. The theoretical study of the structure has been a challenge because as it presents a metallic ion coordinated to nitrogen, there are no force field parameters available in the literature. In order to carry out the study, it was necessary to construct the force field parameters. The same was done using the MCPB.py software, a Python-based metal center parameter constructor using the seminar method. With the generated model it was possible to obtain the computational study of the structure. Chlorophyll and pheophytin structures were optimized by the DFT method, B3LYP theory level with 6-31G base sets. The dynamics were performed in the software AMBER18, in the NpT ensembles for 200 ns. The nanoparticle was inserted through the INTERFACE force field, and its dynamics with chlorophyll was performed at 300 ns. With the results it was possible to observe significant differences in the chlorophyll structures after the molecular dynamics time, in addition the results obtained lead us to believe that the presence of AgNPs causes some kind of interference in the system. More conclusive results, as the experimental study suggests, demonstrating that AgNP may present a potential risk to plants will be needed in the future. Keywords: Metallic íons parameterizations, Molecular Dynamic, MCPB.py, silver nanoparticle.
Palavras-chave: Estudo
Nano partículas
Clorofila
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5043
Data do documento: 2022
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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