Investigation of the behavior of dioxadet molecules in water by molecular dynamics simulation

E. A. Yakush; Якуш Е. А.; A. V. Kim; Ким А. В.; N. N. Medvedev; Медведев Н. Н.

doi:10.31857/S0207401X24020084

Изучение поведения молекул диоксадэта в воде методом молекулярной динамики

Авторы: Якуш Е.А.¹^,2, Ким А.В.¹^,2, Медведев Н.Н.¹
Учреждения:
1. Институт химической кинетики и горения им В.В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наук
2. Новосибирский государственный университет
Выпуск: Том 43, № 2 (2024)
Страницы: 73-80
Раздел: Химическая физика биологических процессов
URL: https://ogarev-online.ru/0207-401X/article/view/259899
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X24020084
EDN: https://elibrary.ru/WHLHBD
ID: 259899

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом молекулярной динамики моделируется поведение молекул диоксодэта в воде. Данное вещество обладает противораковыми свойствами и используется в клинической практике. Однако его свойства до сих пор не изучены на молекулярном уровне. В данной работе представлена первая попытка такого исследования. Проведена параметризация молекулы диоксодэта с применением различных доступных сервисов: ATB, SwissParam, а также AmberTools в стандартном виде и с использованием дополнительных квантовохимических расчетов. Проведено сравнение полученных моделей между собой. Рассчитано количество водородных связей молекулы с водой, проведен анализ гидратной воды. Показано, что молекулы диоксодэта в воде склонны к ассоциации. Все полученные модели демонстрируют сходные свойства, но количественные характеристики заметно различаются. Для выбора лучшей модели необходимы дальнейшие исследования. Файлы с топологией молекулы доступны для использования.

Ключевые слова

молекулярно-динамическое моделирование, диоксадэт, параметризация молекулы, водный раствор

Полный текст

Об авторах

Е. А. Якуш

Институт химической кинетики и горения им В.В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Email: nikmed@kinetics.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

А. В. Ким

Email: nikmed@kinetics.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Н. Н. Медведев

Институт химической кинетики и горения им В.В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikmed@kinetics.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

Bespalov V.G., Kireeva G.S., Belyaeva O.A. et al. // J. Chemotherapy. 2016. V. 28. № 3. P. 203; https://doi.org/10.1179/1973947815Y.0000000040
Gershanovich M.L., Filov V.A., Kotova D.G. et al. // Vopr. Onkol. 1998. V. 44. №. 2. P. 216;
Zhikhoreva A.A., Belashov A.V., Bespalov V.G. et al. // Biomed. Opt. Express. 2018. V. 9. №. 11. P. 5817; https://doi.org/10.1364/BOE.9.005817
Fábián B., Sega M., Voloshin V.P., Medvedev N.N., Jedlovszky P. // J. Phys. Chem. B. 2017. V. 121. №. 13. P. 2814; https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b00990
Hummer G. // New J. Phys. 2005. V. 7. №. 1. P. 34; https://doi.org/10.1088/1367-2630/7/1/034
Torrie G.M., Valleau J.P. // J. Comput. Phys. 1977. V. 23. №. 2. P. 187; https://doi.org/10.1016/0021-9991(77)90121-8
Kim A.V., Shelepova E.A., Selyutina O.Y. et al. // Mol. Pharm. 2019. V. 16. №. 7. P. 3188; https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.9b00390
Kim A.V., Shelepova E.A., Evseenko V.I. et al. // J. Mol. Liq. 2021. V. 344. P. 117759; https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117759
Зеликман В.А., Ким А.В., Медведев Н.Н. // Журн. структ. хим. 2016, Т. 57, №5, С. 978; https://doi.org/10.15372/JSC20160513
Зеликман М.В., Ким А.В., Медведев Н.Н., Селютина О.В., Поляков Н.Э. // ЖСХ. 2015. Т. 56. № 1. С. 73; http://doi.org/10.1134/S0022476615010102
PubChem https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Dioxadet
Malde A.K., Zuo L., Breeze M. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2011. V. 7. № 12, P. 4026; https://doi.org/10.1021/ct200196m
Zoete V., Cuendet M.A., Grosdidier A., Michielin O. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. № 11. P. 2359; https://doi.org/10.1002/jcc.21816
Case D.A., Cheatham III T.E., Darden T. et al. // Ibid. 2005. V. 26. №. 16. P. 1668; https://doi.org/10.1002/jcc.20290
Berendsen H.J.C., Postma J.P., van Gunsteren W.F., Hermans J. // Dordrecht: Springer, 1981. P. 331; https://doi.org/10.1007/978-94-015-7658-1_21
Abraham M.J., Murtola T., Schulz R. et al. // SoftwareX. 2015. V. 1. P. 19; https://doi.org/10.1016/j.softx.2015.06.001
Bussi G., Donadio D., Parrinello M. // J. Chem. Phys. 2007. V. 126. № 1. P. 014101; https://doi.org/10.1063/1.2408420
Nosé S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. №. 1. P. 511; https://doi.org/10.1063/1.447334
Волошин В.П., Медведев Н.Н. // ЖСХ. 2021. Т. 62. № 5. С. 745; https://doi.org/10.26902/JSC_id72868
Shelepova E.A., Ludwig R., Paschek D., Medvedev N.N. // J. Mol. Liq. 2021. V. 329. P. 115589; https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115589

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Структура молекулы диоксадэта. Цифрами отмечены атомы, на которых концентрируются наибольшие частичные заряды.

Скачать (50KB)

Метаданные

3. Рис. 2. Функция радиального распределения (ФРР) молекул воды относительно поверхностей ближайших атомов триазинового кольца DXT; ФРР всех моделей стремятся к единице на больших расстояниях, как для модели AmberHF. Кривые для AmberB3LYP, ATB и SwissParam смещены вниз для удобства их рассмотрения.

Скачать (107KB)

Метаданные

4. Рис. 3. Зависимости расстояния между центрами масс двух молекул DXT от времени для разных моделей: а — ATB, б — Amber B3LYP, в — Amber HF, г —SwissParam.