Polímeros biomiméticos que contienen Timina: Estudio mediante Dinámica Molecular de las interacciones y estructura de (VinilbencilL)-Timina (VBT) en agua

ALBERTO S. GARAY; RAMIRO ALARCÓN; MARTÍN R. VARTORELLI; DANIEL E. RODRIGUES

Salta, Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Sociedad Argentina de Fisicoquímica y Química Inorgánica

La necesidad de emplear materiales, y procesos de síntesis de baja toxicidad (“química verde”), ha revalorizado el empleo de materiales biomiméticos. En particular se han comenzado a emplear polímeros de timina en los que las ligaduras que unen sus cadenas son las mismas que ocurren en las uniones de dimerización degenerativa del ADN. No obstante su incipiente aplicación tecnológica, existen pocos estudios básicos de la estructura secundaria y terciaria de estos polímeros. Para caracterizar las interacciones que dan origen a la estructura secundaria se han realizado simulaciones mediante Dinámica Molecular de polímeros conteniendo los monómeros (4-vinibencil)-timina (VBT) y cloruro-vinilbencil-trietilamonio (VBA). Estos últimos con amonios cuaternarios (VBA) son agregados experimentalmente para volver soluble en agua el polímero. Las cargas atómicas empleadas en el campo de fuerza de los monómeros se obtuvieron ajustando el potencial electrostático (método RESP) a cálculos cuánticos ab-initio de estructura electrónica (empleando GAMESS) realizados sobre las estructuras de menor energía de cada molécula. El resto de las interacciones no-ligantes y las ligantes se obtuvieron del campo de fuerzas ffG53a2 (GROMACS). Se han efectuado simulaciones de cadenas de 14 a 32 monómeros ordenados en forma alternada en relación molar 1:1 de VBT-VBA en agua con contraiones de Cl, lo que permite evaluar los efectos artificiosos del tamaño. Para estos tamaños de polímeros se encontró que el mismo adopta una configuración lineal (no globular) con una longitud efectiva promedio por monómero de 0,5 A. Se observó la existencia de proximidad de grupos timina entre residuos (i,i+4) en la estructura a lo largo de la simulación favorecidos por interacciones tipo Van der Waals pero que se repiten en ciertos intervalos. Las configuraciones de moléculas de Timina próximas se sostiene que son las precursoras de reacciones de entrecruzamiento que se inducen por radiación UV, para las aplicaciones de estos polímeros. Resulta de interés caracterizar estos precursores pues los entrecruzamientos que ocurren dentro de una misma cadena no son deseables tecnológicamente ya que compiten con aquellos que cohesionan el material.