Investigação (in sillico) do potencial dos fitoquímicos flavonoides Kaempferol, Quercetina e Miricetina da planta Clitoria ternatea L. como protetores solares

Abstract

As moléculas de origem natural são produzidas por diferentes organismos vivos e utilizadas no tratamento de doenças desde civilizações antigas. No reino vegetal se encontra a maior diversidade dessas moléculas, sendo conhecidas como fitoquímicos. Elas apresentam propriedades biológicas únicas, tanto na sua função nas plantas quanto efeitos benéficos à saúde humana, como por exemplo, atividades antioxidantes, antimicrobianas, anti-inflamatórias e neuro protetoras. As indústrias exploram o uso dessas moléculas para o desenvolvimento de fármacos, cosméticos sustentáveis (Clean Beauty), corantes, aditivos alimentares e agroquímicos. Porém, o desenvolvimento de novos produtos envolve muitos testes experimentais (in vitro e in vivo), com custo e tempo de execução elevados. Neste aspecto, simulações computacionais baseadas na mecânica quântica, estatística ou clássica (experimentos in silico) estão ganhando destaque. A presente pesquisa apresenta simulações computacionais dos fitoquímicos flavonoides Kaempferol, Quercetina e Miricetina, empregando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para estados moleculares fundamentais e a TD-DFT para estados moleculares excitados. Os funcionais utilizados foram o B3LYP, o M062X e o 𝜔B97XD com o conjunto de base 6-31G(d). No estado fundamental, a Quercetina apresentou o menor valor para a excitação vertical HOMO-LUMO (Δ𝐸𝑉𝑒𝑟𝑡) de 3,688 eV. A análise dos Parâmetros de Reatividade global classificou as moléculas em ordem decrescente de desempenho de atividade antioxidante: Quercetina > Kaempferol > Miricetina. Os mapas de Potencial Eletrostático Molecular (MEP) evidenciaram maior concentração da densidade eletrônica na carbonila presente no anel C e hidroxilas adjacentes e menor concentração da densidade eletrônica nos hidrogênios das hidroxilas. A análise conformacional do ângulo diedro (𝜃) existente entre os anéis C e B demonstrou que a planaridade entre os três anéis (𝜃 = 0° e 180°) é a conformação mais estável, favorecendo a formação de interações intramoleculares (ligações de hidrogênio), principalmente com a carbonila presente no anel C. Nos modelos de interação (PCM) com solventes polares próticos (água, etanol e 1,2-propanodiol), os parâmetros termoquímicos demonstraram espontaneidade de interação com todos os solventes. Os menores valores do momento de dipolo total (𝜇⃗) foram observados para o 1,2-propanodiol, sugerindo maior interação com esse solvente. Nos estudos dos estados excitados (TD-DFT), os espectros de absorção UV simulados demonstraram forte absorção nas regiões UVA e UVC, com comprimentos de absorção máximos (𝜆𝑀𝐴𝑋) próximos dos dados experimentais. Sendo assim, a aplicação das três moléculas em formulações de protetores solares é promissora, podendo atuar em conjunto com filtros orgânicos sintéticos com ação fotoprotetora contra a radiação UVA, além de colaborar com o desempenho do produto na pele.