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Dicroísmo Circular Eletrônico: uma janela para a Quiralidade Molecular
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Palavras-chave

Espectroscopia de Dicroísmo Circular
Quiralidade
Estrutura Secundária de Proteínas
Teoria do Funcional da Densidade
Conformação Estrutural Absoluta

Como Citar

1.
Dicroísmo Circular Eletrônico: uma janela para a Quiralidade Molecular. Rev. Chemkeys [Internet]. 1º de agosto de 2025 [citado 17º de outubro de 2025];7(00):e025003. Disponível em: https://econtents.sbu.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/20713

Dados de financiamento

Resumo

A espectroscopia de dicroísmo circular (CD) é uma técnica analítica poderosa para estudar sistemas moleculares quirais, com amplas aplicações nas ciências da vida. Ela mede a absorção diferencial entre luz circularmente polarizada esquerda e direita, fornecendo informações sobre o arranjo estrutural de moléculas assimétricas. Avanços instrumentais das últimas cinco décadas permitiram medições precisas dos sinais de CD, tipicamente quatro ordens de magnitude menores que os de absorbância. Metodologias computacionais baseadas em mecânica quântica, como a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e sua extensão Dependente do Tempo (TD-DFT), mostram-se valiosas na previsão e interpretação de espectros de CD. Essas abordagens calculam propriedades eletrônicas e ópticas de moléculas quirais, complementando análises experimentais – especialmente em sistemas complexos onde a interpretação direta é desafiadora. A determinação da configuração absoluta de moléculas quirais constitui um dos desafios centrais em química orgânica, bioquímica e farmacologia. O CD destaca-se como principal técnica para esta finalidade, com aplicações práticas em: desenvolvimento de fármacos e caracterização de produtos naturais; biotecnologia (ex.: produção de biossimilares, onde a conformação proteica deve ser preservada para garantir eficácia); e na análise de enovelamento proteico, estabilidade, ligação a ligantes e respostas a mudanças ambientais.

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Referências

- Berova N, Polavarapu PL, Nakanishi K, Woody RW. Comprehensive Chiroptical Spectroscopy. vol. 1. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2012.

- Greenfield NJ. Using Circular Dichroism Spectra to Estimate Protein Secondary Structure. Nature Protocols. 2006, 1: 2876-2890.

https://doi.org/10.1038/nprot.2006.202

- Rodger A, Norden B. Circular Dichroism and Linear Dichroism. Oxford Chemistry Masters. 1997, p.1-30.

- Barron LD. Molecular Light Scattering and Optical Activity. Cambridge University Press, 2004.

- Berova N, Nakanishi K, Woody RW. Circular Dichroism: Principles and Applications, 2nd ed., New York, Wiley-VCH, 2000.

- Greenfield NJ. Methods to Estimate the Conformation of Proteins and Polypeptides from Circular Dichroism Data. Anal. Biochem., 1996, 235: 1-10. https://doi.org/10.1006/abio.1996.0084

- Chen GC, Yang JT. Two-point Calibration of Circular Dichrometer with d-10- Camphorsulfonic Acid. Anal. Lett., 1977, 10: 1195-207. https://doi.org/10.1080/00032717708067855

- Pescitelli G, Bruhn T. Good Computational Practice in the Assignment of Absolute Configurations by TDDFT Calculations of ECD Spectra. Chirality. 2016, 28: 466-474.

https://doi.org/10.1002/chir.22600

- Pescitelli G, Woody RW. The Exciton Origin of the Visible Circular Dichroism Spectrum of Bacteriorhodopsin. The J. Phys. Chem. B., 2012, 116: 6751-6763. https://doi.org/10.1021/jp212166k

- Condon EU. Theories of Optical Rotatory Power. Rev. Mod. Phys. 1937, 9: 432-57.

https://doi.org/10.1103/RevModPhys.9.432

- Norden B. Applications of Linear Dichroism Spectroscopy. Appl. Spectrosc. Rev. 1980, 16: 389-426. http://dx.doi.org/10.1080/05704927808060393

- Kelly SM, Jess TJ, Price NC. How to Study Proteins by Circular Dichroism. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 2005, 1751: 119-139.

https://doi.org/10.1016/j.bbapap.2005.06.005

- Berova N, Polavarapu PL, Nakanishi K, Woody RW. Comprehensive Chiroptical Spectroscopy: Applications in Stereochemical Analysis of Synthetic Compounds, Natural Products and Biomolecules. Vol. 2, Wiley, 2012.

- Stephens PJ. Theory of Vibrational Circular Dichroism. J. Phys. Chem., 1985, 89:748-752.

https://doi.org/10.1021/j100251a006

- Goulon, J, Goulon-Ginet, C, Rogalev, AF, Gotte; V, Malgrange; C, Brouder, C, Natoli, CR. X-ray Natural Circular Dichroism in a Uniaxial Gyrotropic Single Crystal of LiO3. J. Chem. Phys. 1998, 108: 6394–6403. https://doi.org/10.1063/1.476046

- Rikken GLJA, Raupach E. Observation of Magneto-Chiral Dichroism. Nature. 1997, 390(6659): 493–494. http://dx.doi.org/10.1038/37323.

- Bustamante C, Tinoco I, Maestre MF. Circular Differential Scattering can be an Important Part of the Circular Dichroism of Macromolecules. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1985, 82: 7978-7982.

- Morgon, NF, Custodio, R. Teoria do Funcional de Densidade. Quim. Nova. 1995, 18: 44-56.

- Ximenes VF, Morgon NH, Robinson de Souza A. Solvent-Dependent Inversion of Circular Dichroism Signal in Naproxen: An Unusual Effect! Chirality. 2018, 30: 1049–1053. http://dx.doi.org/10.1002/chir.22988.

- Grandini GS, Ximenes VF, Morgon NH, de Souza AR. Induced Chirality in Sulfasalazine by Complexation With Albumins: Theoretical and Experimental Study. Chirality. 2024, 36: e23696. http://dx.doi.org/10.1002/chir.23696.

- Grandini GS, Morgon NH, de Souza AR. Theoretical Study of the Interaction Between The Antibiotic Linezolid and the Active Site of the 50S Ribosomal Subunit of the Bacterium Haloarcula marismortui. Chirality. 2024, 36: e23629.

http://dx.doi.org/10.1002/chir.23629.

- Venturini D, de Souza AR, Caracelli I, Morgon NH, da Silva-Filho LC, Ximenes VF. Induction of Axial Chirality in Divanillin by Interaction with Bovine Serum Albumin. PLOS ONE 12(6): e0178597.

http://dx.doi.org/10. 1371/journal.pone.0178597.

- de Vasconcelos DN, Lima AN, Philot EA, Scott AL, Ferreira Boza IA, de Souza AR, et al. Methyl Divanillate: Redox Properties and Binding Affinity with Albumin of an Antioxidant and Potential NADPH Oxidase Inhibitor. RSC Advances. 2019, 9: 19983–19992.

http://dx.doi.org/10.1039/ c9ra02465d.

- Venturini D, Pastrello B, Zeraik ML, Pauli I, Andricopulo AD, Silva-Filho LC, et al. Experimental, DFT and Docking Simulations of the Binding of Diapocynin to Human Serum Albumin: Induced Circular Dichroism. RSC Advances. 2015. 5: 62220–62228.

http://dx.doi.org/10.1039/C5RA10960D.

- Sousa I, Heerdt G, Ximenes V, de Souza A, Morgon NH. TD-DFT Analysis of the Dissymmetry Factor in Camphor. J. Braz. Chem. Soc., 2020, 31: 613-618.

http://dx.doi.org/10.21577/0103-5053.20190226.

- Polavarapu PL. Optical Rotation: Recent Advances in Determining the Absolute Configuration. Chirality, 2002, 14: 768–781. http://dx.doi.org/ 10.1002/chir.10145.

- Raghavan V, Johnson JL, Stec DF, Song B, Zajac G, Baranska M, et al. Absolute Configurations of Naturally Occurring [5]- and [3]- Ladderanoic Acids: Isolation, Chiroptical Spectroscopy, and Crystallography. J. Nat. Prod. 2018, 81: 2654–2666.

http://dx.doi.org/10.1021/acs. jnatprod.8b00458.

- Gaussian 16. Wallingford, CT: Gaussian, Inc.; 2016. Software para cálculos de química quântica.

https://gaussian.com.

- Souza A, Boza I, Ximenes V, Yoguin M, Da vila-Rodriguez MJ, Morgon NH, et al. Elucidação da quiralidade induzida na molécula dansilglicina na complexação com a proteína albumina do soro humano (HSA). Quím. Nova. 2019, 42: 135-142.

http://dx.doi.org/10. 21577/0100-4042.20170341.

- T PL, Mondal M, Ramadas K, Natarajan S. Molecular interaction of 2, 4- diacetylphloroglucinol (DAPG) with human serum albumin (HSA): The spectros- copic, calorimetric and computational investigation. Spectrochim. Acta - Part A, 2017, 183: 90–102.

http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2017.04.012.

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