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Aspectos termodinâmicos e eletrocatalíticos em modelos de transferência de energia livre para a emergência da vida na terra primitiva

Processo: 18/12491-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
Beneficiário:Thiago Altair Ferreira
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
Assunto(s):Eletroquímica   Eletrocatálise   Termodinâmica   Energia livre termodinâmica   Origem da vida

Resumo

Apesar de complexos, os sistemas vivos apresentam, em inúmeros processos para sua manutenção, certas especificidades cinéticas e termodinâmicas. Nestes, a força motriz de gradientes quimiosmóticos e eletroquímicos naturais é acoplada a diversas vias metabólicas por sistemas enzimáticos. Dada esta característica universal da vida conhecida, desenvolveu-se nos últimos 30 anos uma das mais conhecidas teorias sobre a origem da vida na Terra, que hoje se atém às fontes hidrotermais alcalinas. Nesta teoria, é defendido que a estrutura para tal mecanismo encontra análogo em sistemas geológicos na Terra primitiva, as fontes hidrotermais alcalinas, onde a força motriz eletroquímica encontra catalisadores inorgânicos, formando um sistema propício ao acoplamento necessário para a emergência da vida. No entanto, ainda demanda detalhamentos experimentais sobre tal acoplamento no cenário prebiótico. Propomos, portanto, o estudo da eletrocatálise de redução de CO2 com estes catalizadores, conforme modelos de transdução pela etapa inicial da via de síntese de acetil-CoA. Serão utilizados minerais com similaridade morfológica a sítios ativos de enzimas próprias da via citada. Dessa forma, buscamos avaliar a especificidade catalítica dos minerais e os efeitos das condições ao sobrepotencial necessário à redução. Propomos, complementarmente e conforme os resultados dos estudos da eletrocatálise, realizar simulações em fluxo dos sistemas geológicos abordados e cálculos sobre a estabilidade dos gradientes formados em ambientes radioativos, considerados promissores à origem da vida. Com isto, enfatizar nos processos eletrocatalíticos de interconversão entre energias química e elétrica na emergência da vida, contribuindo com o projeto temático a qual este trabalho se associa. (AU)