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dc.contributor.authorFerreira, Millena Pereira
dc.date.accessioned2022-05-07T01:02:07Z
dc.date.available2022-05-07T01:02:07Z
dc.date.issued2022-03-30
dc.identifier.citationFERREIRA, Millena Pereira. Síntese, caracterização e estudo catalítico de complexos miméticos das enzimas Nitrito Redutase e Anidrase Carbônica. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16078.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16078
dc.description.abstractMetalloenzymes are efficient biological catalysts that inspire the creation of coordination compounds that mimic their active site. In this work, the synthesized complexes were inspired by two enzymes: Nitrite Reductase containing Copper (Cu-NiRs) and Carbonic Anhydrase. CuNiRs catalyze the nitrite reduction to nitric oxide, whereas the enzyme Carbonic Anhydrase, acts on the hydration of CO2. Both of these enzymes contain the active site with the same binding environment “NNN”. Therefore, three new tridentate ligands were synthesized, which differ among them by the phenyl, n-butyl and n-propanol substituent groups. These ligands gave rise to the three Cu2+ complexes and three Zn2+ complexes mimetic of the Cu-NiRs and carbonic anhydrase enzymes, respectively. All complexes were characterized by microanalysis, FTIR, conductivity and UV-Vis spectroscopy. The copper complexes were also analyzed by EPR, whereas the zinc complexes were studied by NMR spectroscopy. Both classes of complex, Cu2+ and Zn2+, have the tridentate ligands coordinated to the metals forming pentacoordinate structures with two water molecules completing the coordination sphere. The catalytic activities were dependent on the different substituent groups of the ligands. In the catalytic tests with the copper complexes, it was observed that the NO2‾ coordinates in the bidentate form. After the addition of benzoic acid, EPR and UV-Vis spectroscopies indicate that the nitrite changes the coordination mode from κ2-ONO to κ1-NO2. Although all three copper complexes were able to reduce nitrite to NO both chemically and electrocatalytically, the most efficient catalyst was the one containing the n-propanol group in the second coordination sphere. Our analyses reveal that n-propanol is capable of transferring protons in a proton-coupled electron transfer mechanism, aiding the reaction. For the carbonic anhydrase catalysis, all complexes were also able to hydrate CO2, and the complex with the n-propanol substituents showed a faster bicarbonate formation because its OH group helps in the coordinated water deprotonation step. Therefore, the complexes proved to be good enzyme mimetic catalysts.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectComplexos miméticospor
dc.subjectNitrito redutasepor
dc.subjectGeração de NOpor
dc.subjectAnidrase carbônicapor
dc.subjectComplexos de Cobrepor
dc.subjectHidratação do CO2por
dc.subjectMimetic complexeseng
dc.subjectNitrite reductaseeng
dc.subjectNO generationeng
dc.subjectCarbonic anhydraseeng
dc.subjectCopper complexeseng
dc.subjectCO2 hydrationeng
dc.titleSíntese, caracterização e estudo catalítico de complexos miméticos das enzimas Nitrito Redutase e Anidrase Carbônicapor
dc.title.alternativeSynthesis, characterization and catalytic study of mimetic complexes of the enzymes Nitrite Reductase and Carbonic Anhydraseeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Netto, Caterina Gruenwaldt Cunha Marques
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8042236152815373por
dc.contributor.advisor-co1Rocha, Fillipe Vieira
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5841127259122766por
dc.description.resumoAs metaloenzimas são eficientes catalisadores biológicos e inspiram a criação de compostos de coordenação que mimetizem seu sítio ativo. Neste trabalho, os complexos sintetizados foram inspirados em duas enzimas: a Nitrito Redutase contendo Cobre (Cu-NiRs), que catalisa a redução do nitrito para óxido nítrico, e a Anidrase Carbônica, que contém zinco no seu sítio ativo, e atua nos processos de transporte da hidratação do CO2. Essas enzimas contém o sítio ativo com o mesmo ambiente de coordenação “NNN”. Para obter um mimético com característica similar foram sintetizados três novos ligantes tridentados. Os ligantes são baseados em triazol, prolina e piridina, diferindo-se pelos grupos substituintes fenil, n-butil e n-propanol. Esses ligantes deram origem a três complexos de Cu2+ e três complexos de Zn2+ miméticos das enzimas Cu-NiRs e Anidrase Carbônica, respectivamente. Todos os complexos foram caracterizados por análise elementar, FTIR, condutividade e espectroscopia UV-Vis. Os complexos de cobre também foram analisados por EPR, enquanto os complexos de zinco foram estudados por espectroscopia de RMN. As análises de caracterização indicam que os ligantes tridentados se coordenam aos metais Cu2+ e Zn2+, formando estruturas pentacoordenadas sendo que duas moléculas de água completam a esfera de coordenação. Para ambas as classes de miméticos observou-se que as atividades catalíticas foram dependentes dos diferentes grupos substituintes dos ligantes. Nos testes catalíticos com os complexos de cobre, foi observado que o NO2‾ coordena-se na forma bidentada. As análises de EPR e UV-Vis indicam que após a adição de ácido benzóico, o modo de coordenação do nitrito muda de κ2-ONO para κ1-NO2. Os três complexos foram capazes de reduzir o nitrito a NO. A redução foi realizada usando ascorbato de sódio ou por eletrocatálise. Em ambas as metodologias, o catalisador mais eficiente foi o que continha o grupo n-propanol na segunda esfera de coordenação, capaz de transferir prótons em um mecanismo de transferência de elétrons acoplado a prótons. Os ensaios catalíticos com os complexos de zinco mostram que os três complexos foram eficientes para a fixação do CO2 e geração do íon bicarbonato. O complexo com o substituinte n-propanol apresentou mais rápida formação de bicarbonato, devido seu grupo OH ajudar na etapa de desprotonação da água coordenada. Portanto, os complexos mostraram-se bons catalisadores miméticos das enzimas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::DETERMINACAO DE ESTRUTURA DE COMPOSTOS INORGANICOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::QUIMICA BIO-INORGANICApor
dc.description.sponsorshipId88882.332767/2019-01por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0155295553035244por


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