Interações intermoleculares entre aminoácidos e lignina : uma abordagem teórica e experimental

Abstract

Resumo: Aminoácidos são moléculas importantes na manutenção de sistemas biológicos, um de seus papéis no mundo vegetal é dar origem aos monolignóis que são condensados por enzimas para formar a lignina. Além da formação de tais monolignóis, os aminoácidos compõem as enzimas que são empregadas atualmente para a quebra e posterior valorização deste recurso renovável prontamente disponível na natureza e não totalmente valorizado que é a lignina. O presente trabalho visa analisar como os aminoácidos em solução aquosa conseguem interagir com a lignina (e compostos modelo). Foram estudados quatro aminoácidos e quatro compostos modelo da lignina pela Teoria do Funcional de Densidade (DFT) bem como análises de NBO buscando compreender se tal interação é favorável e como ela ocorre. Os resultados indicam que é possível a existência desta interação e os cálculos computacionais apresentaram valores de energia de interação consideráveis ficando na casa de 10 a 20 kcal mol-1. Experimentalmente, observaram-se pequenas mudanças no deslocamento químico dos sinais de 13C da carbonila e 15N do aminoácido Glicina quando lignina é adicionada à solução

Abstract: Amino acids are important molecules for maintenance of biological systems, one of its roles in plants is to originate monolignols which are condensed through enzymatic reactions to produce lignin. Not only amino acids form monolignols, but they also are present in enzymes that are currently being used to promote fractionation and valorization of this readily available in nature and undervalued renewable resource that is lignin. The present works aims to study how amino acids in aqueous solutions can interact with lignin (and model compounds). Four amino acids and four model compounds were studied through Density Functional Theory (DFT) and NBO analysis seeking to understand if such interaction is favorable and how it occurs. The results indicate that such interaction existence is plausible and computational calculations presented considerable values for Energy of Interaction (EI) in the range of 10 to 20 kcal mol-1. Experimentally, small changes in chemical shift of the 13C of the carbonyl carbon and the 15N of the amino group of the glycine were observed when lignin is added to the solution