|
ДокладыМоделирование межмолекулярного взаимодейстия углеродных наночастиц, биомолекул и лекарственных препаратовСаратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, г.Саратов, ул. Политехническая, 77 Методами молекулярного моделирования на основе теории функционала плотности (DFT) исследуются особенности межмолекулярного взаимодействия и комплексообразования на основе водородных связей между углеродными наночастицами, биомолекулами и лекарственными препаратами. Моделирование молекулярных структур и их ансамблей выполняется с использованием функционала B3LYP с базисным набором 6-31G(d) при помощи программного комплекса Gaussian 09. На основе расчёта молекулярных структур и ИК спектров отдельных молекул и их ансамблей с последующим анализом образующихся водородных связей описываются молекулярные механизмы, лежащие в основе взаимодействия модифицированных углеродных наночастиц с биомолекулами и лекарственными препаратами. Получено теоретическое обоснование эффектов существенного повышения терапевтической активности и снижения побочного действия при использовании карбоксилированных наноалмазов совместно с высокотоксичными лекарственными препаратами доксорубицином и митоксантроном, использующимся в ходе противоопухолевой терапии. Наличие модифицированных наноалмазов способствует удержанию данных препаратов в поражённых клетках за счёт образования супрамолекулярных ансамблей на основе водородных связей, что приводит к удержанию молекулярных комплексов в клетках на более длительный срок, и, как следствие, - к повышению терапевтического действия и снижению побочных эффектов. В ходе сравнения рассчитанных ИК спектров веществ и их комплексов было обнаружено хорошее согласие с экспериментальными данными. Анализируется биосовместимость и возможности использования оксидированного графена в качестве средства, удерживающего лекарственные препараты в клетках. Обнаружено, что, как и в случае модифицированных наноалмазов, взаимодействие оксидированного графена с лекарствами и биомолекулами обуславливается образованием многочисленных водородных связей средней силы, что свидетельствует о проявлении супрамолекулярного взаимодействия. Рассматривается межмолекулярное взаимодействие в процессе одномолекулярного секвенирования ДНК в реальном времени, основанном на реакции полимеризации. На основе молекулярного моделирования были проанализированы параметры водородных связей в мультикомпонентной смеси, образованной нуклеотидами и молекулами рабочего раствора секвенатора. Все расчёты производились при помощи моделирования высокомолекулярных углеродных структур на основе их малоразмерных аналогов, обладающих идентичными параметрами взаимодействия. Допустимость подобных оценок обоснована хорошим согласием полученных результатов с экспериментальными данными.
|
