Структурные, электронные и топологические свойства конъюгатов карбоплатина с фуллеренолом
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-1-14-20
Аннотация
В статье представлен расчет методом HF-3c структурных и электронных характеристик конъюгата, состоящего из лекарственного препарата карбоплатина (C6H12N2O4Pt) и наноносителя фуллеренола (C60(OH)24). Оптимизация геометрической структуры конъюгата в водной среде проводилась с использованием того же метода и с применением модели поляризуемого континуума. Для выяснения природы межмолекулярной связи и оценки силы взаимодействия между молекулой карбоплатина и фуллеренолом был выполнен топологический анализ механизмов нековалентного взаимодействия на основе метода квантовой теории атомов в молекулах. Проанализированы индивидуальные парные атомные нековалентные взаимодействия в конъюгате и проведена оценка их энергий с помощью корреляции между энергией взаимодействия и характеристиками электронной плотности в критических точках связей. Показано, что конъюгат формируется за счет слабых сил взаимодействия между карбоплатином и фуллеренолом, обеспечивая освобождение лекарственного препарата при доставке его к соответствующему участку ДНК без значительных энергозатрат. Исследованные конъюгаты могут быть использованы для адресной доставки лекарств енных препаратов.
Ключевые слова
квантовая химия,
метод HF-3c,
квантовая теория атомов в молекулах,
программный пакет ORCA,
фуллеренол,
карбоплатин,
конъюгат,
лекарственные препараты,
адресная доставка,
токсикология
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Государственной программы научных исследований «Конвергенция–2025».
Об авторах
А. Л. Пушкарчук
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. лаборатории ионного обмена и сорбции
г. Минск
Т. В. Безъязычная
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. лаборатории ионного обмена и сорбции
г. Минск
В. И. Поткин
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
акад. НАН Беларуси, д-р хим. наук, проф., зав. лабораторией химии гетероциклических соединений
г. Минск
Е. А. Дикусар
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Россия
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. лаборатории химии гетероциклических соединений
г. Минск
А. Г. Солдатов
Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению
Беларусь
Беларусь
зав. лабораторией физики сверхпроводящих материалов
г. Минск
С. Я. Kилин
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
акад. НАН Беларуси, д-р физ.мат. наук, проф., зав. Центром квантовой оптики и квантовой информатики
г. Минск
А. П. Низовцев
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. Центра квантовой оптики и квантовой информатики
г. Минск
С. А. Кутень
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Беларусь
Беларусь
канд. физ.-мат. наук, зав. лабораторией теоретической физики и моделирования ядерных процессов
г. Минск
Д. В. Ермак
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Россия
Россия
вед. инж.-програм. лаборатории фундаментальных взаимодействий
г. Минск
Т. С. Пивоварчик
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Пивоварчик Татьяна Сергеевна, асп.
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Д. В. Мигас
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
д-р физ.-мат. наук, доц., зав. каф. мик ро- и наноэлектроники
г. Минск
В. А. Кульчицкий
Институт физиологии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
г. Минск
Список литературы
1. De Sousa G. F., Wlodarczyk S. R., Monteiro G. (2014) Carboplatin: Molecular Mechanisms of Action Associated with Chemoresistance. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. 50 (4), 693–701.
2. Sure R., Grimme S. (2013) Corrected Small Basis Set Hartree-Fock Method for Large Systems. Journal of Computational Chemistry. (34).
3. Nees F. (2022) Software Update: The ORCA Program System – Version 5.0. WIREs Computational Molecular Science. 12 (5).
4. Tomasi J., Mennucci B., Cammi R. (2005) Quantum Mechanical Continuum Solvation Models. Chemical Reviews. 105 (8), 2999−3094.
5. Bader R. F. W. (1994) Atoms in Molecules: A Quantum Theory. New York, USA, Oxford University Press Publ.
6. Savin A., Nesper R., Wengert S., Fässler T. E. (1997) ELF: The Electron Localization Function. Angewandte Chemie International Edition in English. 36 (17), 1808–1832.
7. Tian Lu. J. (2024) A New Introduction Paper of Multiwfn Has Been Published Recently! Journal of Chemical Physics. Available: http://sobereva.com/multiwfn/ (Accessed 19 October 2024).
8. Bader R. F. W. (1998) A Bond Path: A Universal Indicator of Bonded Interactions. Journal of Physical Chemistry A. 102 (37), 7314–7323.
9. Koch U., La Popelier P. (1995) Characterization of C-H-O Hydrogen Bonds on the Basis of the Charge Density. Journal of Physical Chemistry. 99 (24), 9747–9754.
Рецензия
Для цитирования:
Пушкарчук А.Л., Безъязычная Т.В., Поткин В.И., Дикусар Е.А., Солдатов А.Г., Kилин С.Я., Низовцев А.П., Кутень С.А., Ермак Д.В., Пивоварчик Т.С., Мигас Д.В., Кульчицкий В.А. Структурные, электронные и топологические свойства конъюгатов карбоплатина с фуллеренолом. Доклады БГУИР. 2025;23(1):14-20. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-1-14-20
For citation:
Pushkarchuk A.L., Bezyazychnaya T.V., Potkin V.I., Dikusar E.A., Soldatov A.G., Kilin S.Ya., Nizovtsev A.P., Kutsen S.A., Yermak D.V., Pivovarchik T.S., Migas D.B., Kulchitsky V.A. Structural, Electronic and Topological Properties of Carboplatin Conjugate with Fullerenol. Doklady BGUIR. 2025;23(1):14-20. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-1-14-20
Просмотров: 79
Послать статью по эл. почте 