Estudo da cisteína com espectroscopia de massa por tempo de voo

A cisteína (C3H7NO2S) é um dos aminoácidos que compõem as proteínas dos seres vivos e junto com a metionina são os únicos que tem enxofre em sua composição. Devido a grande importância dos aminoácidos, as suas propriedades físico-químicas se tornaram objetos de estudos, e são de interesse da bioquímica, da astroquímica, da astrofísica, biotecnologia, entre outras áreas. Neste trabalho fizemos o estudo da fragmentação da cisteína na região de valência. Utilizamos a técnica de Espectroscopia de Massa por Tempo-de-Voo (TOF) com Coincidência entre Fotoelétron-Fotoíon (PEPICO). As medidas foram realizadas na faixa de energia entre 11,2 eV a 21eV, na linha de luz TGM (Monocromador de Grades Toroidais), do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), Campinas-Brasil, a qual possui um filtro de gás que absorve os harmônicos de ordem superior dos fótons. Na análise dos dados determinamos quantitativamente os fragmentos formados, identificamos e caracterizamos a dinâmica do processo de fragmentação em cada energia do fóton utilizada. Observamos que para energias menores que 15 eV são formados principalmente os íons: íon pai, HS-CH2-CH(NH2)-COOH, menos o radical CH2SH neutro e carregado, e o COOH, resultando nos íons C2H7-xNO2+ e C2H7-xNS+ e o íon H2S+. Para energias maiores observamos o surgimento de outras famílias de íons como: C2HxS+, CHxS+, CO+, HxO+. Determinamos a partir dos íons formados o padrão de fragmentação da cisteína. Os nossos resultados concordam com cálculos teóricos que preveem que os seguintes fragmentos são quebrados da molécula em ordem crescente de energia: [COOH]0, [CH2SH2]0, [H]0, [CH2SH2]+, [NH2]0, [COOH]+, [NH2]+, [H]+. A molécula se quebra preferencialmente fragmentando o radical com o enxofre neutro ou carregado. Outra parte do trabalho foi o desenvolvimento de instrumentação científica que consistiu na montagem de um espectrômetro TOF dedicado a experimentos em amostras líquidas. Como líquidos são incompatíveis com vácuo e com equipamentos eletrônicos, uma série de cuidados foram tomados na confecção desse espectrômetro. O TOF foi projetado como uma sub-câmara dentro da câmara principal para que o alto vácuo pudesse ser mantido nos detectores do espectrômetro. O trabalho consistiu na confecção de diversas peças em aço-inox e teflon e a montagem do espectrômetro. ________________________________________________________________________________ ABSTRACTCysteine (C3H7NO2S) is one of the amino acids that make up proteins of living beings and with methionine are the ones that have sulfur in their composition. Due to the great importance of the amino acids, their physicochemical properties have become subject of study, and are main the interest of biochemistry, physical chemistry, astrophysics, and biotechnology, among other areas. In this work we study the fragmentation of cysteine in the valence region. We use Time-of-Flight Mass Spectroscopy (TOF) with photoelectron-photoion coincidence technique (PEPICO). The measurements were performed in the range of energy between 11.2 eV to 21eV, in TGM beam line (Toroidal Grating Monochromator), in the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS), Campinas, Brazil, which has a gas filter that absorbs the harmonics of a higher order of photons. In analyzing these data, we can quantitatively determine the fragments formed, we identified and characterized the dynamics of the fragmentation in which photon energy. We note that for energies less than 15 eV are mainly formed ions: father ion, HS-CH2-CH(NH2)-COOH, less CH2SH neutral and charged radical, and the COOH, resulting in C2H7-xNO2+ and C2H7-xNS+ ions and H2S+ ion. For more energy, we observe yielding other families of ions such as: C2HxS+, CHxS+, CO+ HxO+. We determined from the ions formed the fragmentation pattern of cysteine. Our results agree with theoretical calculations predict that the following fragments are broken from the molecule in order of increasing energy: [COOH]0, [CH2SH2]0, [H]0, [CH2SH2]+ , [NH2]0, [COOH]+, [NH2]+, [H]+. The molecule breaks preferably fragmenting the radical with neutral or charged sulfur. Another part of the work was the development of scientific instrumentation that was the assembly of a TOF spectrometer dedicated to experiments in liquid samples. As liquids are incompatible with vacuum and electronic equipment, a lot of care has been taken in the preparation of this spectrometer. The TOF was designed as a sub-chamber within the main chamber to high vacuum could be maintained in the spectrometer detectors. The work consisted of making various parts in stainless steel and Teflon and the assembly of the spectrometer