Optimización de los parámetros atómicos para el modelo de solvente continuo COSMO

AUCAR, MARÍA G.; LAVECCHIA, M; CAVASOTTO, CLAUDIO N.

Resistencia

Simposio; XXI Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas; 2015

El presente trabajo de Beca de Pregrado abarca el estudio de la energía libre de hidratación para diferentes grupos de moléculas pequeñas de perfil farmacológico, empleando el modelo de solvente continuo COSMO (Conductor Like Screening Model). Dicho modelo es de gran eficiencia computacional para la representación del solvente. Para aplicar el mismo, se efectuó una optimización de los parámetros atómicos involucrados empleando dos Hamiltonianos semiempíricos, RM1 y PM6. La principal motivación de dicho análisis consiste en validar el método utilizado, para su posterior aplicabilidad en la predicción de energías de solvatación de sistemas biológicos, efectuando previamente una comparación con otros modelos presentados por diferentes equipos de trabajo a nivel mundial. La energía de solvatación es una componente de la energía libre de unión en sistemas biomoleculares, propiedad de gran importancia en el estudio de interacciones entre proteínas, así como también en el diseño de nuevos fármacos asistido por computadoras. La correcta predicción de energías de solvatación para diferentes conjuntos de moléculas empleando métodos cuánticos es un tema en actual desarrollo y aún no resuelto. En particular, cuando el solvente considerado es el  agua, dicha energía se denomina energía de hidratación. La misma posee una contribución denominada electrostática y una no electrostática.  A la hora de efectuar el cálculo de la contribución no electrostática, se recurrió en el presente trabajo de investigación a la utilización de dos métodos diferentes con el objetivo de seleccionar para estudios posteriores el que arrojara mayor precisión. El primer método considera de manera separada la energía de dispersión y cavitación mientras que el segundo condensa ambas contribuciones en un único término.  Los resultados obtenidos dan una visión alentadora en lo que respecta a la utilización del método empleado confirmando la buena predicción de energías de hidratación empleando el modelo de solvente continuo COSMO, para la correcta predicción de energías libres de solvatación en moléculas pequeñas, en comparación con otras metodologías aplicadas actualmente en esta área de investigación.   El trabajo efectuado deja entreveer a su vez qué mejoras se deben realizar para obtener resultados más precisos, como ser la consideración de parámetros de múltiple tipo atómico, es decir dependientes del entorno de cada átomo. También es pertinente efectuar un tratamiento apropiado para moléculas cargadas, a fin de ampliar la aplicabilidad del método.