Simulaciones de dinámica molecular combinada y estudios experimentales de la estructura y la dinámica de los...

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Química de los carbohidratos
• Química computacional

Sus antecedentes:

• Los poliamido-sacáridos (PAS) son polímeros sintéticos derivados de los hidratos de carbono, caracterizados por una espina dorsal de piranosa rígida y enlaces de amida.
• Estos polímeros presentan estructuras secundarias helicoidales definidas y propiedades químicas únicas, lo que los hace interesantes para diversas aplicaciones.
• La comprensión de las relaciones estructura-propiedad de los PAS, en particular los basados en diferentes monosacáridos, es crucial para su desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar e investigar la dinámica molecular (DM) de las estructuras 10-mer de glucosa (glc) y galactosa (gal) PAS.
• Validar modelos computacionales utilizando mediciones experimentales y correlacionar los resultados de la simulación con las propiedades observadas.
• Para aclarar las diferencias de solubilidad entre glc-PAS y gal-PAS basado en su estructura molecular.

Principales métodos:

• Síntesis de las estructuras 10-mer de glc-PAS y gal-PAS.
• Simulaciones de dinámica molecular (DM) de todos los átomos utilizando un campo de fuerza CHARMM modificado.
• Validación experimental mediante dicroísmo circular (CD) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) en 2D ((1) H, ((13) C-HSQC, (1) H, ((1) H-NOESY).
• Cálculos de minimización de energía DFT mecánica cuántica.

Principales resultados:

• Las simulaciones de MD modelaron con éxito glc- y gal-PAS 10-mers, validados por datos experimentales de RMN y CD.
• Se observaron diferencias claras en las funciones de distribución radial del agua entre los sistemas glc-PAS y gal-PAS.
• Estos hallazgos computacionales se correlacionaron bien con las diferencias experimentalmente observadas en la solubilidad entre gal-PAS y glc-PAS.

Conclusiones:

• Los modelos computacionales desarrollados son representaciones fiables de las nuevas estructuras de glc y gal-PAS.
• Las simulaciones de MD proporcionan información valiosa sobre el comportamiento molecular y las propiedades de PAS.
• Las diferencias en la estructura molecular influyen directamente en las características de solubilidad de estos polímeros basados en carbohidratos.