Estudo das ligações de hidrogênio, convencionais e não-convencionais, nas astro-biomoléculas

Desde o surgimento do conceito no começo do último século, a ligação do hidrogênio sempre foi um assunto fascinante. A constante presença da ligação do hidrogênio em sistemas químicos e biológicos torna-se um dos tópicos mais ativos da pesquisa na ciência contemporânea da química computacional ou da física molecular. Muito já foi aprendido sobre suas propriedades fundamentais da perspectiva experimental e teórica [1-6], principalmente quando as ligações envolvem os átomos eletronegativos como oxigênio ou nitrogênio (O-H O ou N-H O), conhecidos como ligações de hidrogênio convencionais. Entretanto, há muito o que se aprender sobre os outros tipos de ligações de hidrogênio. Recentemente, há um crescente interesse no estudo das ligações de hidrogênio não-convencionais, CαH O. Geralmente, as ligações CαH O são fracas em comparação com O-H O ou N-H O, porém poderiam ser crucial em vários complexos moleculares e estruturais de cristais [10,11]. Portanto, estudar estas ligações não-convencionais em sistemas de aminoácidos e ligações peptídicas torna-se importante do ponto de vista da origem da estrutura de proteínas (α-helix ou β-sheet) ou no enovelamento de proteínas (protein folding). Por outro lado, nos últimos anos, cresceu bastante o interesse em detectar e compreender melhor as estruturas eletrônicas de moléculas orgânicas no espaço interestelar. Várias moléculas orgânicas, inclusive o aminoácido glicina já foram detectadas no meio interestelar atraves de vários métodos experimentais de espectroscópia, que fortalece a idéia de que vida comecou lá fora em algum lugar no meio extraterrestre e foi trazido para a terra com a ajuda de meteoritos, pois vários meteoritos apresentam aminoácidos de origem extraterrestre. Respeito disso é de grande importância de ter informações sobre interações intermoleculares e propriedades espectroscopicas dessas moléculas organicas estra-terrestres. Com esta motivação, queremos estudar aglomerados de glicina com outras moléculas de interesse astrofísica, astroquimica e astrobiologia como cianido de hidrogênio (HCN e ácido Fórmico (HCOOH), formados por ligações de hidrogênio em fase gasosa. Nosso objetivo é de investigar as mudanças nas propriedades estruturais, energéticas (energia da ligação, ponte de hidrogênio), elétricas (momento dipolo, polarizabilidade e hiperpolarizabilidade), espectroscópicas (rotacional e vibracional) e termodinâmicas (energia livre) nesses aglomerados com aumento de tamanho. Analisaremos os efeitos cooperativos e efeito de correlação sobre varias propriedades eletrônicas. Para este fim, usaremos os métodos ab-initio de química Quântica como o método de Hartree-Fock (HF), teoria de perturbação de Moller-Plesset e Teoria de Funcional da Densidade (DFT) de acordo com a necessidade.CNP