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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-8966-3385
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Modelagem molecular de quitosana e glifosato e análise de suas interações
Alternate title (s): Chitosan and glyphosate molecular modeling and analysis of your interactions
Author: Faria, Roberto Ribeiro
First Advisor: Franca, Eduardo de Faria
First member of the Committee: Motta, Luiz Frederico
Second member of the Committee: Abrahão Júnior, Odonírio
Third member of the Committee: Comar Júnior, Moacyr
Summary: O glifosato é o herbicida mais consumido no mundo e possui propriedades ameaçadoras e nocivas aos seres vivos por apresentar toxicidade crônica e atividade carcinogênica. A proposta de remoção de glifosato através de quitosana em meio aquoso ocorre devido à elevada capacidade do biopolímero em quelar contaminantes. Isso pode ser obtido computacionalmente, simulando modelos representando sistemas reais, com a metodologia de dinâmica molecular (MD). No entanto, para que as simulações por MD descrevam a molécula estudada com precisão, é necessário um campo de força que contenha informações exatas sobre os átomos e suas interações. Levando isso em consideração, esta tese visa parametrizar o biopolímero quitosana e o herbicida glifosato para o campo de força OPLS-AA, testar o desempenho das parametrizações simulando-as em sistemas moleculares por MD, computar os grupos específicos de interação entre quitosana e glifosato e calcular o potencial de força média (PMF) da ligação entre ambos. Aqui apresentamos o campo de força final contendo todos os parâmetros necessários para as moléculas estudadas, sendo projetados para diversas simulações com o software GROMACS. As simulações aqui realizadas para a quitosana produzem resultados equivalentes a outro campo de força previamente validado (Gromos53a6) e as análises sobre a adsorção entre quitosana e glifosato são comparáveis a resultados experimentais. O campo de força pode, portanto, ser usado em diversos estudos computacionais de forma atomística para quitosana e glifosato.
Abstract: The glyphosate is the most consumed herbicide in the world and has threatening and harmful properties for living beings, because of its chronic toxicity and carcinogenicity. The proposal of remove glyphosate through chitosan in aqueous medium occurs due to the high biopolymer’s ability to chelate contaminants. This can be done computationally, simulating models representing real systems through the methodology of molecular dynamic (MD). However, for the MD simulations to describe the studied molecules with precision, a force field containing exact information about the atoms and their interactions is necessary. Taking this into consideration, the objectives of this thesis were to parameterize the OPLS-AA force field for the chitosan biopolymer and glyphosate herbicide, in order to test the performance of the parameterizations by simulating them in molecular systems by MD, compute the specific interaction groups between chitosan and glyphosate, and calculate the potential mean force (PMF) of their interactions. Here we present the final force field containing all the necessary parameters for the studied molecules and it can be designed for several simulations with GROMACS software. The simulations performed for chitosan produce equivalent results to another previously validated force field (Gromos53a6) and the analysis about the adsorption between chitosan and glyphosate are comparable to experimental results. The force field may therefore be used in several atomistic computational studies for chitosan and glyphosate.
Keywords: Quitosana
Chitosan
Glifosato
Glyphosate
Campo de Força
Force Field
Simulação Computacional
Computational Simulation
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: FARIA, Roberto Ribeiro. Modelagem molecular de quitosana e glifosato e análise de suas interações. 2019. 169 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: https://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2271
Document identifier: https://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2271
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26843
Date of defense: 31-Jul-2019
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