Hacia materiales inspirados en la naturaleza para adsorber plaguicidas: un enfoque computacional en varias etapas

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Química computacional
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La contaminación por pesticidas representa una amenaza importante para los recursos hídricos.
• El desarrollo de materiales eficaces para la adsorción de plaguicidas es crucial para la remediación del agua.
• Los aminoácidos, fundamentales para la unión biológica, ofrecen potencial para mejorar los materiales adsorbentes.

Objetivo del estudio:

• Proponer una estrategia computacional para la identificación de aminoácidos eficaces en la adsorción de plaguicidas.
• Para obtener información a nivel molecular sobre las interacciones entre pesticidas y aminoácidos.
• Orientar el diseño de nuevos materiales para la remediación del agua.

Principales métodos:

• Un enfoque computacional en varias etapas que combina el acoplamiento, las simulaciones de dinámica molecular (DM) y los cálculos de estructura electrónica.
• Aplicación al imidacloprid (IMI) y a la proteína de unión a la acetilcolina de *Aplysia californica* como estudio de caso.
• Funcionalización del quitosano con aminoácidos seleccionados y evaluación de la adsorción IMI mediante simulaciones de MD.

Principales resultados:

• Se obtuvieron conocimientos moleculares detallados sobre los complejos de unión entre los pesticidas y los aminoácidos.
• Se estableció un procedimiento sencillo para la selección de aminoácidos eficaces para la adsorción de plaguicidas.
• Los sistemas basados en quitosano funcionalizados con aminoácidos prometedores demostraron potencial para la adsorción IMI.

Conclusiones:

• La estrategia computacional desarrollada proporciona un método sólido para seleccionar aminoácidos para la adsorción de plaguicidas.
• Este enfoque facilita el diseño racional de materiales avanzados para la remediación del agua.
• El estudio destaca el potencial del quitosano funcionalizado con aminoácidos para adsorber insecticidas neonicotinoides como el imidacloprid.