1,720,987 research outputs found
Dinámica molecular de la permeabilidad de nanotubos de carbono en una bicapa lipídica
Get PDFEl ser humano siempre ha estado fascinado con los sistemas biológicos, dada su complejidad y eficiencia en llevar a cabo las tareas necesarias para sostener la vida. En años recientes ha habido un rápido incremento en comprender la estructura molecular y la función de las moléculas biológicas. Los seres vivos en su mayoría están formados por células, las cuales están rodeadas por membranas. Estas juegan un papel vital, ya que actúan como barreras selectivas que separan y protegen la estructura del entorno, las membranas biológicas son sistemas complejos, multicomponentes, dinámicos, lo que los hace extremadamente difíciles de estudiar mediante estudios biofísicos y otros métodos. La nanotecnología puede definirse como el diseño, la evaluación, la producción y la aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas mediante el control, el tamaño y la forma en una escala nanométrica. Los nanotubos de carbono constituyen una clase de nanomateriales con propiedades químicas, físicas, eléctricas, mecánicas y térmicas únicas, utilizables por varios consumidores y aplicaciones médicas e industriales. Las simulaciones de dinámica molecular se han convertido en una herramienta importante y fiable para revelar los mecanismos de los fenómenos biofisiológicos entre la interfaz biológica y del nanomaterial. El uso de estas simulaciones permitió la obtención de un modelo de membrana lipídica que fue validado con datos experimentales. El NTC se une a la parte superior de la bicapa al comienzo de la simulación, con el paso del tiempo se induce una curvatura en la nanoestructura presumiblemente debido a la interacción hidrofóbica entre el NTC y las colas de lípidos en la bicapa. Luego, el NTC se inserta en la región hidrofóbica de la bicapa. Estos resultados indican que la interacción hidrofóbica entre NTC y la bicapa induce su inserción, y el grado de la misma puede reducirse por los lípidos que envuelven a la nanoestructura
Modelado Molecular de la funcionalización de nanodiamantes con Tamoxifeno dirigido a receptores del cáncer mamario.
Get PDFDe acuerdo a la Organización Mundial de la Salud, el cáncer de mama ocupa las mayores incidencias de las neoplasias malignas en las mujeres que representan el 11.34% de todos los casos de cáncer y tiene un incremento global del 1.5% anual. Además la incidencia de esta enfermedad está relacionada, con la presencia de ciertos factores de riesgo que pueden favorecer su desarrollo a través de modificaciones hormonales, alterando la cinética celular de la glándula mamaria (Weidner, et al., 1997; González, 1992 y Capote, 1993). Un tipo de receptor que se encuentra en las células mamarias son los receptores hormonales (receptores de estrógeno (RE) y receptores de progesterona (RP) los cuales funcionan como un interruptor que activa o desactiva una función particular en la célula mamariaUno de los tratamientos utilizados para los receptores hormonales, es el Tamoxifeno (TAM) conocido como un modulador selectivo del receptor estrógeno (SERMs) usado para el tratamiento de receptores que expresan el cáncer de mama (Gao L, et al., 2011). Sin embargo, aun cuando el TAM da buenos resultados, también tiene efectos secundarios debido a que en toda célula, dañada o no, cuenta en su superficie con ciertas proteínas que contienen tripéptidos como son el Arginina-Glicina-Ácido aspártico (RGD) y Asparagina-Glicina-Arginina (NGR) cuyas funciones son el reconocimiento y sitio de unión de varios receptores de adhesión celular por lo que es relevante darle propiedades de selectividad al fármaco. Esto se pretende llevar a cabo utilizando técnicas de modelado molecular y química computacional que permiten obtener un complejo nanoacarreador-fármaco, particularmente moléculas de carbono de dimensiones nanométricas, en este caso, nanodiamantes (ND).En este trabajo se presenta el modelado molecular y la caracterización computacional de la funcionalización del nanodiamante con TAM y el acoplamiento molecular (Docking) del TAM y sus metabolitos con la macromolécula (RE y RP). La obtención del dominio de unión de los receptores
2
hormonales y el análisis de flujo de electrones (N) de los aminoácidos que conforman el sitio activo de los receptores hormonales con el fármaco y sus metabolitos. Los resultados han sido obtenidos aplicando la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT) con la química modelo M06/6-31G (d) y el modelo continuo de solvatación CPCM usando como solvente agua. Los resultados obtenidos son la localización del farmacóforo del TAM y la caracterización de los tripéptidos permitieron comprender la causa de los efectos secundarios producidos por este medicamento. Se diseñó una propuesta de funcionalización para la elaboración del complejo ND-TAM utilizando ácido láctico como molécula puente. El uso de la técnica de acoplamiento molecular permitió encontrar que el TAM es más efectivo en los receptores de estrógeno que en los receptores de progesterona. Los resultados obtenidos en esta investigación han servido como base para el protocolo experimental de proyectos in-vitro que a la fecha se llevan a cabo por otro grupo de investigación de nuestra institución
Caracterización Teórica de Tintes Pertenecientes a la Familia de Antocianinas de la Vitis Vinifera para su Aplicación en DSSC
No full textLas Celdas Solares Sensibilizadas al Colorante (DSSC, por sus siglas en
inglés) son dispositivos que convierten la energía solar en energía eléctrica,
estos dispositivos utilizan colorantes o cromóforos que generan portadores de
carga foto generados que son separados por una inyección de electrones en la
interfase colorante-óxido (Mawyin, J. A., 2009). Estos colorantes han sido
investigados con la finalidad de llevar a cabo una mejora en su funcionamiento.
En este trabajo de investigación se realizó un análisis que consistió de varias
etapas, en la primera se analizaron las antocianidinas, las cuales fueron
modificadas mediante la unión de dos diferentes electroaceptores, y se
analizaron los efectos de los mismos en el comportamiento de las moléculas.
En la segunda etapa se trabajó con las antocianinas, estas moléculas, al igual
que las anteriores, fueron analizadas a nivel estructural en su estado basal. En
la última etapa, se llevó a cabo un análisis teórico basado en copigmentos,
utilizando para ello aquellas moléculas que hayan exhibido los mejores
resultados en la segunda etapa. Las propiedades a analizar en cada estructura
fueron el espectro de absorción, las funciones de Fukui (para las
antocianidinas), brecha energética, la distribución de los orbitales moleculares
de frontera en la estructura, los cuales con el orbital molecular más alto
ocupado (HOMO, por sus siglas en inglés) y el orbital molécular más bajo
desocupado (LUMO, por sus siglas en inglés), el poder electrodonador y
electroaceptor, así como la afinidad electrónica y el potencial de ionización;
además de llevar a cabo una comparación del HOMO y el LUMO con el
potencial redox del electrolito y la banda de valencia del TiO2.Este estudio se llevó a cabo con la finalidad de determinar si los cambios
realizados en la estructura de las moléculas pertenecientes al grupo de las
antocianidinas, mejoraran sus propiedades para su aplicación en las Celdas
Solares Sensibilizadas al Colorante. Los resultados finales muestran que los
nuevos sistemas donador-p-aceptor presentan mejores propiedades que las
antocianidinas base. Además, la formación de copigmentos en las celdas
mejora las propiedades electrónicas sin embargo, dependiendo de los
colorantes y la conformación que adquieran, impacta de forma negativa en la
transferencia de carga al óxido
ESTUDIO TEÓRICO DE NANOTUBOS DE CARBONO FUNCIONALIZADOS
No full textLos nanotubos de carbono son considerados acarreadores biológicos es por
ello que son funcionalizados para transportar moléculas de interés biológico,
incluyendo, proteínas y antibióticos, entre otras. En el presente estudio se
analizaron dos vías de funcionalización: a través de enlaces directos y por
medio de moléculas intermedias o “puente”, utilizando la teoría de funcionales
de la densidad y con una metodología B3LYP/ 6-31G. Se analizaron las
moléculas intermedias: N-BOC-2,2 dioxietileno dietilamina, N-BOC-2,
2´iminodietilamina, BOC-β-Homolgn-OH, (N-BOC-β-amino)-Ala-OH, N-boc-
1,2-fenilenediamina, N-BOC-1,6-hexanediamina,(BOC-D-Gln-ONp,BOCGln,OSu),
nanotubos de carbono y una secuencia de aminoácidos específicas
de la lectina. Por medio de cálculos de energía se determinaron sitios reactivos
utilizando funciones de Fukui condensadas, además propiedades de
reactividad química para las diferentes moléculas intermedias o “puentes”,
encontrándose que el puente BOC-D-Gln-ONp es el único con una afinidad
electrónica positiva, menor dureza química y mayor electrofilicidad. Además se
calcularon energías de formación dando como resultado que en ambos tipos de
funcionalización ya sea por medio de enlaces directos o por moléculas
intermedias o puentes, se requiere administrarles energía para que se lleven a
cabo las reacciones y por ello se podría prescindir del uso de moléculas
intermedias.Carbon nanotubes are considered biological carriers, is why we are
functionalized to transport biological molecules, including proteins and
antibiotics, among others. This study considered two ways of functionalization:
through direct links and through intermediate molecules or “linkers”, using the
theory of density functional and methodology B3LYP/6-31G. Intermediate
molecules were analyzed: N-BOC-2, 2 dioxyethylene diethylamine, N-BOC-2,
2'iminodiethylamine, BOC-β-Homolgn-OH, (N-BOC-β-amino)-Ala-OH, N-boc-1
,2-phenylenediamine, N-BOC-1 ,6-hexanediamine, BOC-D-Gln-ONp, (BOC-Gln,
OSu), carbon nanotubes and specific amino acid sequence of the lectin.
Through energy calculations reactive sites were determined using condensed
Fukui functions, in addition to chemical reactivity properties of the different
intermediate molecules or “linkers” finding that the bridge BOC-D-Gln_ONp is
the only one with a positive electron affinity, lower hardness and greater
electrophilicity chemistry. Moreover formation energies were calculated with
the result that in both types of functionalization either through direct lionks or
intermediate molecules or linkers, administering energy required for the
carrying out reactions and therefore could dispense with the use of
intermediate molecules
Reactividad de la Plata con Moléculas Biológicas
No full textLos iones de plata se han establecido con anterioridad por ser un buen
agente antimicrobiano. Una manera de determinar el mecanismo de
acción de la plata en las moléculas biológicas aminoácidos, lípidos,
azúcares, bases púricas y pirimídicas, se obtiene a través las estructuras
moleculares y propiedades de las moléculas con la teoría de funcionales
de la densidad B3LYP/6-31G(d), que permite ver la transferencia de
electrones entre la molécula biológica y el ion plata, los cuales se
midieron con los parámetros de reactividad, potencial de ionización (I),
afinidad electrónica (AE), electronegatividad (X), dureza (),
electrofilicidad (),potencial electrodonador (ω
−
), sitios de reactividad
química utilizando las funciones de Fukui, seguido de la formación de los
complejos plata-molécula, finalmente obteniendo la medición de la
energía de reacción. En base al estudio se obtuvo que las bases púricas
y pirimídicas son las que reaccionan con mayor facilidad con el ion plata,
seguido de los aminoácidos, azúcares y finalizando con los lípidos. Lo
anterior es una herramienta para determinar dónde empieza la plata a
inhibir el metabolismo desde el punto de vista de química
computacional.Silver ions have been previously established to be a good antimicrobial
agent. One way to determine the mechanism of action of silver in
biological molecules amino acids, lipids, sugars, purine and pyrimidine
bases, is obtained through molecular structures and properties of
molecules with the theory of density functional B3LYP/6- 31G (d), which
allows to see the transfer of electrons between the biological molecule
and the silver ions, which were measured with the parameters of
reactivity, ionization potential (I), electron affinity (EA),
electronegativity (X), hardness (), electrophilicity () electrodonador
potential (ω-) , chemical reactivity sites using Fukui functions, followed
by formation of the complex silver-molecule, finally obtaining the
measurement of reaction energy. Based on the study was obtained that
the purine and pyrimidine bases are those which react more readily with
the silver ion, followed by amino acids, sugars and ending with the
lipids. This is a tool to determine where to start the silver to inhibit the
metabolism from the point of view of computational chemistry
ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE FUNCIONALIZACIÓN DE NANOTUBOS DE CARBONO CON MOLÉCULAS BIOLÓGICAS POR MÉTODO DE AMIDACIÓN UTILIZANDO DIFERENTES ACTIVADORES
Get PDFLa funcionalización de nanotubos de carbono (NTC) se basa en la modificación de la estructura ya sea por medio de interacciones covalentes y no covalentes incluyendo ocasionalmente el llenado de la cavidad de los NTC. Las reacciones de amidación en NTC han sido ampliamente usadas ya que ofrecen alta estabilidad al complejo formado. Sin embargo, estas reacciones no son favorecidas termodinámicamente por lo que es necesario el uso de activadores como las carbodiimidas. En este trabajo se propone el estudio de otras carbodiimidas existentes así como el uso de nuevos activadores como ligasas C-N ya que estas actúan como catalizadores naturales. Además se propone el uso del anhídrido propilfosfonico (T3P), el cual es utilizado en la síntesis de péptidos al igual que las carbodiimidas, sin embargo, el T3P presenta mayores ventajas en comparación con las carbodiimidas, al ser un reactivo verde ya que no es tóxico, no alergénico y no sensible, además el subproducto se obtiene en forma de sal y completamente soluble en agua. La propuesta de trabajo consiste en un estudio teórico, el cual se llevó a cabo empleando Gaussian 09 con un visualizador gráfico Gauss View 5.0.Se utilizó DFT con el funcional B3LYP y el conjunto de base 6-31G (d). Se obtuvieron energías de formación de las reacciones de amidación utilizando las diferentes carbodiimidas, T3P, NTC, arginina y un péptido (estructura conservada de Lectina). Por otra parte se usó el programa AutoDock para identificar los acoplamientos tanto del NTC como del péptido propuestos con diferentes enzimas de tipo ligasa C-N. La parte experimental se llevó a cabo después de obtener los resultados teóricos. Se realizó la síntesis y purificación NTC y los activadores empleados para las reacciones de amidación fueron: 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida) (EDC)-(CD4) y N, N'-diciclohexilcarbodiimida (DCC)-(CD8) y el anhídrido propilfosfonico (T3P), además del uso de arginina como molécula de interés biológico. Los resultados teóricos encontrados muestran que las diferentes carbodiimidas son buenos candidatos como activadores para llevar a cabo la reacción de amidación, sin embargo, las reacciones de amidación donde se utiliza el activador T3P son reacciones no espontáneas, por lo que será necesario adminístrales energía. La enzima se adsorberá sobre la superficie del NTC, mientras que el péptido propuesto no tiene afinidad de unirse a las enzimas. Los resultados experimentales muestran que todas las reacciones de amidación se llevaron a cabo, sin embargo, para la reacción donde interviene el T3P como activador presenta el mayor porcentaje de nitrógeno, lo que la hace la reacción más eficiente
Acoplamiento Molecular y determinación de transferencia de carga de fármacos warfarina y furosemida.
Get PDFLos diuréticos son utilizados en conjunto con drogas frecuentemente con coumarinas
(Warfarina). La Furosemida, vendida mediante la marca Lasix entre otras, es un
medicamento utilizado para problemas en el corazón y tratar altos niveles de presión en
sangre, mientras que por su parte la Warfarina es un medicamento utilizado como
anticoagulante para el tratamiento de trombosis de vena profunda y pulmonar.
La Ocratoxina A (OTA) es una micotoxina neurotóxica, inmunosupresora, genotóxica,
carcinógena y teratogénica de gran importancia en la actualidad, la OTA pasa a la
circulación sistémica, detectándose en sangre y tejidos
DFT calculation of the electronic properties of fluorene-1,3,4-thiadiazole oligomers
Get PDFThiadiazole derivatives have been widely employed in the areas of pharmaceutical, agricultural, industrial, and polymer chemistry. The electronic and molecular structures of thiadiazoles are of interest because they have an equal number of valence electrons and similar molecular structures to thiophenes, which are currently used in the construction of organic solar cells due to their relatively high hole mobilities and good light-harvesting properties. For this reason, the electronic properties of fluorene-1,3,4-thiadiazole oligomers warrant investigation. In the present work, the structure of fluorene-1,3,4-thiadiazole with one thiadiazole unit in the structure was analyzed. This molecule was then expanded until there were 10 thiadiazole units in the structure. The band gap, HOMO and LUMO distributions, and absorption spectrum were analyzed for each molecule. All calculations were performed by applying the B3LYP/6-31G(d) chemical model in the Gaussian 03W and GaussView software packages. The electronic properties were observed to significantly enhance as the number of monomeric units increased, which also caused the gap energy to decrease from 3.51 eV in the oligomer with just one thiadiazole ring to 2.33 eV in the oligomer with 10 units. The HOMO and LUMO regions were well defined and separated for oligomers with at least 5 monomer units of thiadiazole
Estudio de las propiedades estructurales, eléctricas, ópticas y termoquímicas de los oligotiadiazoles, aplicando técnicas de química computacional y modelado molecular
No full textEn este trabajo se presenta la caracterización de oligotiadiazoles, concretamente
las propiedades ópticas, de conductividad eléctrica y termoquímicas. Iniciando con
un anillo de tiadiazol no sustituido e incrementando la longitud en cadena hasta
un máximo de seis unidades, tanto en vacío como en presencia de solventes
orgánicos.
Para el desarrollo de la investigación se utilizaron técnicas de química
computacional, particularmente métodos de estructura electrónica basados en la
Teoría de Funcionales de la Densidad, DFT por sus siglas en inglés. Los cálculos
se llevaron a cabo con el funcional híbrido B3LYP y el conjunto de base 3-21G*.
El objetivo de la investigación es validar la respuesta de los materiales en función
de su comportamiento óptico en presencia de solventes orgánicos con el fin de
una posible detección cualitativa y cuantitativa de estos solventes.
Se obtuvieron las estructuras de mínima energía de los diferentes sistemas
calculados así como sus propiedades como el intervalo HOMO-LUMO, calor de
formación, energía de solvatación y la polarizabilidad.
Los resultados más importantes se centran en que la geometría de los oligómeros
del 1,3,4-tiadiazol es plana y posiblemente se trata de un compuesto aromático,
mientras que la de los oligómeros del 1,2,5-tiadiazol se va enredando de manera
que entre cada dos moléculas, el ángulo diedro varía de 180º a 72º promedio,
formando una especie de “caja” que podría servir para atrapar átomos de metales.
Adicionalmente, la polarizabilidad para el 34t-3 tiadiazol, presenta un mínimo en
presencia de ciclohexano, lo cual lo hace un importante candidato a ser un
material útil en la fabricación de sensores para fugas de gasolina, ya que el
ciclohexano tiene la misma constante dielétrica que la gasolina. La polarizabilidad
del 34t-2 tiadiazol en presencia de dimetil sulfóxido (DMSO), y nitrometano los
convierte también en posibles materiales de utilidad para monitorear la presencia
de éstos solventes.This work presents the characterization of thiadiazole oligomers, specifically its
optical, electric and thermo-chemical conductivity properties. Initiating with a unsubstituted
thiadiazole and increasing the length in chain to a maximum of six
units, in both vacuum and in presence of organic solvent.
For the development of the research, computational chemistry techniques were
used, particularly electronic structure methods based on the Density Functional
Theory (DFT). The calculations were made with the hybrid functional B3LYP and
the base set 3-21G*.
The main objective of this research is to validate the response of the materials in
relation with its optical behavior in presence of organic solvents. This being done
for the possible qualitative and quantitative detection of these solvents.
The structures of minimal energy of the different calculated systems were
calculated. Also, their properties as HOMO-LUMO interval, formation heat,
solvation energy and polarizability.
Most important results are centered in the fact thet geometry of oligomers from
1,3,4 tiadazol is flat and possibly is an aromatic compound, while the 1,2,5 tiadazol
oligomers starts tangling in a way that every two molecules, the dihedral angle
varies from 180° to 72° on average, forming a sort of “box” that might work for
catching metal atoms. Additionally, the polarizability for de 34t-3 tiadiazol presents
a minimum with the presence of a ciclohexane, which makes it a strong candidate
to be a useful material on the manufacture of gasoline-leak sensors, given that the
ciclohexane has the same dielectric constant as the gasoline. The polarizability of
34t-2 tiadiazol with the presence of dimetil sulfoxid (DMSO) and nitro-methane
makes them also in candidates for monitoring the presence of this solvents
- …
