Estudio de las interacciones intrafragmento –en vacío y en agua- de un polisacárido presente en las partículas coloidales del jugo de manzana

BENÍTEZ ELISA INÉS; LOZANO JORGE ENRIQUE; GENOVESE DIEGO BAUTISTA

Mar del Plata- Buenos Aires

Simposio; XVI Simposio Nacional de Química Orgánica; 2007

Desde el punto de vista fisicoquímico, un jugo turbio de manzana es una suspensión coloidal. El medio continuo está formado por pectina, azúcares y ácido málico. La fase dispersa está mayormente formada por restos celulares provenientes del  procesamiento de la fruta. Luego del tratamiento enzimático para degradar la pectina que complica el proceso de clarificación permanecen  en suspensión mayormente  proteínas unidas a arabinogalactano tipo II (AGP), que causan turbiedad al jugo. Se ha encontrado que dichas partículas son muy estables en agua. Para el estudio de las interacciones intrafragmento, en forma aislada y en agua, se selecciona un fragmento representativo de Arabinogalactano tipo II, un polisacárido formado por una cadena principal, un tetrasacárido ([b-D-Galp-(1 3)]4) y una ramificación formada por un disacárido (a-L-Araf(1 6)-[b-D-Galp-(1 6)]), con unión 1-6 entre la b-D-Galp de la cadena lateral y una β-D-Galp de la cadena principal cuya estructura de mínima energía fue determinada previamente por análisis conformacional. En este trabajo se estudia la formación de puentes de hidrógeno intrafragmento, entre la cadena principal y la cadena lateral, en vacío y en agua, ya que la presencia del solvente podría ejercer una fuerte influencia en la estabilización o desestabilización de las distintas conformaciones.  El campo de fuerzas utilizado para la Mecánica y Dinámica Molecular fue el AMBER-S -para sacáridos- tal como se encuentra implementado en el programa HyperChem 6. El criterio geométrico utilizado para considerar la existencia de enlaces de hidrógeno (EH) fue de  < 0.35 nm para la distancia entre el dador de hidrógeno y el oxígeno aceptor y un  ángulo de enlace  > de 90º entre X-H y O. El solvente fue modelado usando el modelo TIP3P. Se utilizó una caja cúbica de agua con condiciones de borde periódicas de 25 Å de  lado, conteniendo 517 moléculas de agua por molécula de polisacárido. En la estructura de mínima energía en el vacío se encontraron  11 puentes de hidrógeno intramoleculares entre la cadena principal y la cadena lateral. Se siguió por Dinámica Molecular 350 ps la estructura de mínima energía inmersa en la caja de agua. El estudio revela el efecto causado por el solvente principalmente sobre la cadena lateral, originando una estructura más extendida que la estructura más estable de partida. Se conservaron 4 de los 11 enlaces hallados previamente y se formaron 7 nuevos enlaces. La cadena lateral no se alcanza a extender completamente, ya que dicha extensión estaría asociada a la  distorsión completa de los EH con porcentajes de ocurrencia bajos  y aleatorios, por el contrario se observa que los enlaces encontrados  permanecen durante todo el tiempo de la simulación. Este estudio reveló la importancia de los EH que se establecen entre los residuos de la cadena lateral  y los residuos de la cadena principal y la modificación de estos enlaces intrafragmento por la presencia de las moléculas de agua que forman la capa de hidratación  del fragmento. Estos resultados demuestran que efectivamente el fragmento representativo del polisacárido que envuelve a las partículas se encuentra potencialmente  hidratado, verificándose las hipótesis planteadas previamente.