Estudo da adsorção de biomoléculas sobre argilas : implicações para a origem da vida

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Químicapt_BR
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dc.contributor.advisorZaia, Dimas Augusto Morozin [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorBenetoli, Luís Otávio de Britopt_BR
dc.contributor.bancaPaesano Junior, Andréapt_BR
dc.contributor.bancaSouza, Nilson Evelázio dept_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T12:48:40Z
dc.date.available2024-05-01T12:48:40Z
dc.date.created2007.00pt_BR
dc.date.defesa23.02.2007pt_BR
dc.description.abstractResumo: Na primeira etapa do presente trabalho, a adsorção de aminoácidos (alanina, Ala; metionina, Met; glutamina, Gln; cisteína, Cys; ácido aspártico, Asp; lisina, Lys; histidina, His) sobre argilas (bentonita e caulim) foi estudada em diferentes faixas de pH (3,, 6, e 8,) Os aminoácidos foram dissolvidos em água do mar, contendo em sua composição os elementos de maior concentração presentes naturalmente O principal resultado deste trabalho foi que a Cys pode ter tido um importante papel na química prebiótica além de ser apenas um aminoácido em peptídeos/proteínas Os aminoácidos com grupo R carregado (Asp, Lys e His) e Cys (grupo polar R não-carregado) foram mais adsorvidos sobre argilas do que Ala, Met e Gln (grupo R não-carregado) Entretanto, 74 % dos aminoácidos nas proteínas dos organismos modernos contém grupo R não-carregado Estes resultados geram algumas dúvidas quanto ao papel dos minerais em fornecer um mecanismo de concentração de aminoácidos Diversos mecanismos que poderiam produzir peptídeos com uma maior proporção de aminoácidos com grupo R não-carregado são também discutidos Os espectros de infravermelho FT-IR mostraram que a adsorção de aminoácidos em argilas ocorreu através do grupo amino, provavelmente como NH3+ Entretanto, a interação Cys/argilas ocorreu através dos grupos sulfidrila e também do grupo amino A difratometria de raios-X mostrou que o pH afeta as camadas internas da bentonita e a expansão em pH 3, da Cys/bentonita foi maior que a expansão das amostras de etileno glicol/bentonita saturadas com Mg O espectro Mösbauer para as amostras com Cys adsorvida mostrou um grande aumento (~2%) de íons ferrosos Isto significa que a Cys foi capaz de reduzir parcialmente o ferro presente na bentonita Este resultado é similar àquele que ocorre com a aconitase onde os íons ferrosos são reduzidos a Fe 2,5 Na segunda parte deste trabalho foi realizado um estudo de adsorção de diversas bases nitrogenadas (adenina, A; citosina, C; timina, T; uracila, U) dissolvidas em água do mar sobre argilas (caulim, bentonita e montmorilonita) em dois pHs (2, e 7,2) O caulim adsorveu muito pouco da A em pH 2, e nenhuma das outras bases aqui estudadas foram adsorvidas por este mineral Os resultados mostram que as bases A e C adsorvem mais sobre as argilas bentonita e montmorilonita do que as bases U e T Estes resultados sugerem duas questões: a) o pH onde ocorreu a maior adsorção é muito baixo, apesar de ocorrer em alguns hidrotermais, porém, seriam estes ambientes muito comuns? e b) o outro problema é ainda pior, a ocorrência das bases nos seres vivos não tem a mesma relação encontrada neste experimento Uma análise das bases encontradas no DNA de diversos seres vivos mostra uma relação A/T por volta de 1, Entretanto os resultados obtidos mostram que em qualquer situação a A é muito mais adsorvida que a T ou seja a relação A/T é muito maior do que um Estes resultados levantam algumas questões sobre o papel dos minerais em fornecer um mecanismo para concentração de bases: Poderíamos esperar que a composição das bases nitrogenadas adsorvidas sobre minerais refletisse as das DNA atuais? A adsorção de bases nitrogenadas sobre minerais foi importante para a origem da vida? Os dados de infravermelho mostram que todas as bases interagem com as argilas através do grupo aminapt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: In the first part of this paper, the adsorption of amino acids (alanine, Ala; metionine, Met; glutamine, Gln; cysteine, Cys; aspartic acid, Asp; lysine, Lys; histidine, His) on clays (bentonite, kaolinite) was studied at different pH (3, 6, 8) The amino acids were dissolved in seawater, which contains the major elements The main achievment of this paper was that Cys could play an important role in prebiotic chemistry besides just being one of the amino acids in the peptides/proteinsThe amino acids with a charged R group (Asp, Lys, His) and Cys (uncharged R group) were adsorbed on clays more than Ala, Met and Gln (uncharged R groups) However, 74% of the amino acids in the proteins of modern organisms have uncharged R groups These results raise some questions about the role of minerals in providing a concentration mechanism for amino acids Several mechanisms are also discussed that could produce peptides with a greater proportion of amino acids with uncharged R groups The infrared spectra (FT-IR) showed that the adsorption of amino acids on the clays occurs through the amine group, probably as NH3+ However, the Cys/clay interaction occurs through the sulfhydryl and amine groups X-ray diffractometry showed that pH affects the bentonite interlayer, and at pH 3 the expansion of Cys/bentonite was greater than that of the samples of ethylene glycol/bentonite saturated with Mg The Mössbauer spectrum for the sample with absorbed Cys showed a large increase (~ 2%) in ferrous ions This means that Cys was able to partially reduce iron present in bentonite This result is similar to that which occurs with aconitase where the ferric ions are reduced to Fe 25 In the second part of this paper the adsorption of several DNA/RNA bases (adenine, A; cytosine, C; thimine, T; uracil, U) dissolved in seawater on clays (bentonite, kaolinite, montmorillonite) was studied at two pHs (2, 72) Kaolinite adsorbed a small amount of A at pH 2 and the other bases were not adsorbed on this mineral The results showed that the bases A and C were much more adsorbed on bentonite and montmorillonite than the bases U and T These results raise two questions a) the pH where the adsorption was bigger is very lower, beside it occurs in hydrothermal, but were these environments commons? b) the other problem is worst, the amount of base in the living beings do not have the same rate that were found in these experiments The analyses of DNA bases of several organisms showed that rate of A/T are about 1 However the results showed that A is always more adsorbed than T, so the rate A/T is much bigger than one These results raised some questions about the role of minerals in providing a concentration mechanism for DNA/RNA bases: should we expect the composition of adsorbed DNA/RNA bases on minerals to reflect that of present day DNA/RNA? Was the adsorption of nucleic acid bases on minerals important in the origin of life? The results of infrared spectroscopy showed that the bases interact to clays through amine grouppt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado Acadêmico em Química dos Recursos Naturais) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação Mestrado Acadêmico em Química dos Recursos Naturaispt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/10755
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameQuímica dos Recursos Naturaispt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-graduação Mestrado Acadêmico em Química dos Recursos Naturaispt_BR
dc.subjectAdsorção químicapt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectMinerais de argilapt_BR
dc.subjectQuímica de superfíciept_BR
dc.subjectAminoácidospt_BR
dc.subjectAdsorptionpt_BR
dc.subjectSurface chemistrypt_BR
dc.subjectAmino acidspt_BR
dc.subjectClay mineralspt_BR
dc.titleEstudo da adsorção de biomoléculas sobre argilas : implicações para a origem da vidapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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