estudo do mecanismo de reação da enzima catecol-o - pibic

ESTUDO DO MECANISMO
METILTRANSFERASE (COMT)
DE
REAÇÃO
DA
ENZIMA
CATECOL-O-
Patrick Luiz de Almeida Vieira (Bolsista PIBIC/CNPq) - [email protected]
Curso de Química Industrial, Faculdade de Química, Instituto de Ciências Exatas e Naturais
Prof. Dr. Jeronimo Lameira Silva (Orientador) – [email protected]
Curso de Biotecnologia, Faculdade de Biotecnologia, Instituto de Ciências Biológicas.
A reação de substituição nucleofílica bimolecular (SN2) é uma das mais importantes na química
orgânica, bem como em processos bioquímicos, uma vez que desempenha papel central em
vários sistemas biomoleculares, como por exemplo, a metilação nos processos de
metabolização de neurotransmissores. Dentre estes, pode-se destacar a reação catalisada
pela enzima catecol O-metiltransferase (COMT), que é responsável pela transferência de um
grupo metil do substrato S-Adenosilmetionina (SAM) para catecolaminas, como o catecol e a
dopamina. Para efeitos de melhor compreensão da reação, torna-se interessante observá-la na
ausência da COMT, em meio aquoso. Duas reações foram avaliadas para este fim: a
transferência do grupo metil do substrato SAM para (i) o catecol e (ii) a dopamina, o que leva a
formação dos produtos 2-metoxi-fenol e 3,4-O-Metil-dopamina, respectivamente, além da
formação da S-Adenosilhomocisteína (AdoHci), em ambos mecanismos.Foram estudados
também os produtos originados da reação com a dopamina 3-O-Metildopamina e 4-OMetildopamina afim de explicar o produto principal formado com a metilação na posição meta..
Os cálculos para o estado de transição e os mapas de potencial eletrostáticos em solvente
implícito (método PCM) para cada mecanismo foi obtida pelas simulações realizadas no pacote
computacional GAUSSIAN09. Os cálculos realizados para as reações (i) e (ii) foram realizados
para determinar a influência do grupo substituinte C2H6N presente na dopamina, e ausente no
catecol. Os resultados obtidos não apresentaram diferenças energéticas significativas, tanto
cinéticas, quanto termodinâmicas. Por fim, os resultados obtidos permitem uma análise inicial
da reação de metilação catalisada pela enzima COMT, com isto, pontos importantes como a
presença ou não de substituintes podem ser incluídos para as simulações das reações em
meio enzimático, e é importante destacar que outros modelos de reação envolvendo água
ainda estão sendo estudados.
Palavras-chave: COMT, Metiltransferase, Metilação, Modelagem Molecular.
Título do projeto do orientador: Simulação Computacional de Reações Catalisadas por
Metiltransferases.
Classificação do trabalho na Tabela de Áreas do Conhecimento no CNPq
Grande-área: Físico-Química
Área: Química Teórica