Estudo teórico da interação entre Apigenina e Nanotubo de Nitreto de Boro como material promissor com Nanocarreadores

dc.contributor.advisor1Santos, José Divino dospt-BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/2279900314020119
dc.contributor.authorCosta, Mário Alves da
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9298990694958014
dc.contributor.referee1Santos, José Divino dospt-BR
dc.contributor.referee2Araújo, Olacir Alvespt-BR
dc.contributor.referee3Santos, Jeziel Rodrigues dospt-BR
dc.date.accessioned2026-11-06T12:23:02Z
dc.date.issued2026-02-25
dc.description.abstractComputational chemistry methods were employed to evaluate the interaction between apigenin (APG), a flavonoid with known therapeutic properties, and boron nitride nanotubes (BNNTs), as well as to investigate the potential of BNNTs as nanocarriers. BNNT models were generated by rolling a hexagonal h-BN sheet using shell bash algorithms. The geometries were initially optimized using the PM7 method, with hydrogenated termini to minimize edge effects, and subsequently subjected to Density Functional Theory (DFT) calculations employing the B3LYP functional and the 6-31G(d) basis set with GD3 dispersion correction. Simulations were performed both in vacuum and in an aqueous environment, using the Polarizable Continuum Model (PCM) to account for the dielectric effect of water. The encapsulation of APG within the BNNT preserved the stability of the system in both media, with negative binding energies indicating favorable interactions. Solvation enthalpies (–10.93 kcal/mol for APG, –27.45 kcal/mol for BNNT, and –30.65 kcal/mol for the complex) indicate an approximately threefold increase in the solubility of APG. The band gap was used to assess reactivity and stability, yielding values of 6.11 eV for BNNT, 4.18 eV for APG, and 4.09 eV for the complex, indicating preservation of the electronic properties of the drug. Molecular descriptors revealed an increase in electrophilic character, suggesting enhanced affinity toward nucleophilic sites of biomolecules, such as those present on tumor cell surfaces, which typically exhibit higher superficial electron density. Molecular dynamics simulations demonstrated the stability of the encapsulated drug over 50 ns, supported by analyses of center-of-mass distance, root mean square fluctuation (RMSF), and radius of gyration, which confirmed the structural integrity of the system. Binding free energy calculations using the MM/PBSA method revealed that van der Waals interactions play a central role in stabilizing the APG–BNNT complex. Overall, these results indicate that BNNTs are promising nanocarriers capable of enhancing the solubility and stability of APG without altering its electronic structure, reinforcing the potential of the APG–BNNT system for the development of nanopharmaceuticals and controlled drug delivery systems.
dc.description.resumoForam utilizados métodos de química computacional para avaliar a interação da apigenina (APG), flavonoide de propriedades terapêuticas, com o nanotubo de nitreto de boro (BNNT) e analisando seu potencial como nanocarreador. Os modelos do BNNT foram obtidos pelo enrolamento de um plano hexagonal de h-BN gerado por algoritmos em shell bash. As geometrias foram otimizadas pelo método PM7, com extremidades hidrogenadas para reduzir efeitos de borda, e posteriormente submetidas a cálculos de Teoria do Funcional da Densidade (DFT), empregando o funcional B3LYP e o conjunto de bases 6-31G(d) com correção de dispersão GD3. As simulações foram realizadas no vácuo e em meio aquoso, utilizando o modelo de polarização contínua (PCM) para considerar o efeito dielétrico da água. A encapsulação da APG no BNNT manteve a estabilidade do sistema em ambos os meios, com energias de ligação negativas indicando interações favoráveis. As entalpias de solvatação (–10,93 kcal/mol para APG, –27,45 kcal/mol para BNNT e –30,65 kcal/mol para o complexo) mostram aumento da solubilidade da APG em cerca de três vezes. O band gap foi usado para avaliar a reatividade e estabilidade: BNNT = 6,11 eV, APG = 4,18 eV, e complexo = 4,09 eV com preservação das propriedades eletrônicas do fármaco. Os descritores moleculares revelam aumento do caráter eletrofílico, sugerindo maior afinidade por sítios nucleofílicos de biomoléculas como em células tumorais, que exibem maior densidade eletrônica superficial. As simulações de dinâmica molecular indicaram a estabilidade do fármaco encapsulado ao longo de 50 ns, sendo essa condição sustentada por análises da distância entre centros de massa, RMSF e raio de giração que confirmaram a preservação estrutural do sistema. A avaliação da energia livre de ligação pelo método MM/PBSA revelou que interações de van der Waals desempenham papel central na estabilização do complexo APG-BNNT. Esses resultados indicam que o BNNT é um nanocarreador promissor, capaz de melhorar a solubilidade e estabilidade da APG sem alterar sua estrutura eletrônica, reforçando o potencial do sistema APG–BNNT no desenvolvimento de nanofármacos e sistemas de liberação controlada.pt-BR
dc.format.extent89 páginaspt-BR
dc.identifier.capesdegreeprogramcode52012018001P1
dc.identifier.citationCOSTA, Mário Alves da. Estudo teórico da interação entre Apigenina e Nanotubo de Nitreto de Boro como material promissor com Nanocarreadores. 2026. 89 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET - Henrique Santillo, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, GO, 2026.pt-BR
dc.identifier.urihttps://bdtd.ueg.br/handle/123456789/2017
dc.language.isopt-BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Goiáspt-BR
dc.publisher.countryBrasilpt-BR
dc.publisher.departmentCoordenação de Mestrado Ciências Molecularespt-BR
dc.publisher.initialsUEGpt-BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação Ciências Molecularespt-BR
dc.rightsAcesso Abertopt-BR
dc.subjectInteractionen
dc.subjectFunctionalizationen
dc.subjectNanocarriersen
dc.subjectDrug deliveryen
dc.subject.palavraschaveInteraçãopt-BR
dc.subject.palavraschaveNanocarreadorespt-BR
dc.subject.palavraschaveTransporte de fármacospt-BR
dc.titleEstudo teórico da interação entre Apigenina e Nanotubo de Nitreto de Boro como material promissor com Nanocarreadorespt-BR
dc.title.alternativeTheoretical study of the unteraction between Apigenin and Boron Nitride Nanotube as a promising Nanocarrier materialpt-BR
dc.typeDissertaçãopt-BR
dc.type.categoryBibliográficapt-BR

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