Квантово-хімічне дослідження взаємодій в супрамолекулярних системах: холестерин - жовчні кислоти - кремнезем у водних розчинах

  • О.О. Казакова Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0003-1101-5817
DOI: https://doi.org/10.15407/Surface.2021.13.039
Ключові слова: кремнезем, триметилсилільні групи, холестерин, жовчні кислоти, адсорбція, сольватація, вільні енергії Гіббса

Анотація

Методом РМ7 з використанням сольватаційної моделі COSMO досліджено взаємодію холестерину з поверхнею частково гідрофобізованого кремнезему у водних розчинах жовчних кислот. Розраховано розподіли електростатичного та гідрофобного потенціалів молекул та комплексів. Значення вільних енергій адсорбції Гіббса жовчних кислот  на поверхні кремнезему корелюють з коефіцієнтами розподілу в системі н-октанол–вода. Енергії взаємодії холестерину з жовчними кислотами впливають на його адсорбцію на кремнеземі. Чим міцніший зв'язок холестерину з молекулами жовчних кислот, тим менше його вивільняється з первинних міцел у розчин і адсорбується на поверхні.

Посилання

1. Petri T. Kovanen, Frederick Raal, Alpo Vuorio. Patients with familial hypercholesterolemia and COVID-19: Efficient and ongoing cholesterol lowering is paramount for the prevention of acute myocardial infarction // American Journal of Preventive Cardiology, Vol. 7, 2021, 100224, https://doi.org/10.1016/j.ajpc.2021.100224

2. Medical chemistry and clinical application of silicon dioxide / Ed. A.A. Chuiko (Kiev: Naukova Dumka, 1981). [In Russian].

3. Chuiko A.A., Pogorely V.K.. Medical chemistry of nanodispersed silica.Surface: 2006. 11-12: 346. [In Russian].

4. Polesya T.L.// Experimental study of hypolipidemic action and harmlessness of the enterosorbent polysorb: Ph.D (Med.) Thesis. (Vinnytsya, 1992). [in Russian]. - 185 p. [In Russian].

5. Gilbert D.B., Tanford C., Reynolds J.A. Cholesterol in aqueous solution: hydrophobicity and self-association // Biochemistry. 1975. V. 14, № 2. P.444. https://doi.org/10.1021/bi00673a035

6. Nagadome S., Yamauchi A., Miyashita K. et al. Transport behavior of four bile salt micelles and cholesterol solubilized by their micelles across porous membrane // Colloid Polym. Sci. 1998. V. 276. P. 59. https://doi.org/10.1007/s003960050209

7. Maysuoka K., Kuranaga Y., Moroi Y. Molecular Mechanisms for Protection of Hepatocytes against Bile Salt Cytotoxicity // Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1580. P. 200.

8. MOPAC2016, James J. P. Stewart, Stewart Computational Chemistry, Colorado Springs, CO, USA, HTTP://OpenMOPAC.net (2016).

9. A., Klamt; G., Schüürmann (1993). COSMO: a new approach to dielectric screening in solvents with explicit expressions for the screening energy and its gradient // J. Chem. Soc. Perkin Trans.2. - 1993- 2 (5) - P. 799-805. doi:10.1039/P29930000799 https://doi.org/10.1039/P29930000799

10. Klamt, A.; Moya, C.; Palomar, J. A Comprehensive Comparison of the IEFPCM and SS(V)PE Continuum Solvation Methods with the COSMO Approach // Journal of Chemical Theory and Computation. - 2015 - 11 (9): 4220-4225. doi:10.1021/acs.jctc.5b00601. PMID 26575917. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00601

11. Cheeseright T., Mackey M., Rose S., Vinter A. Molecular Field Extrema as Descriptors of Biological Activity: Definition and Validation // J. Chem. Info. Model. - 2006, 46, No 2. - P. 665-676. https://doi.org/10.1021/ci050357s

12. Kazakova О.О. Stabilization of the adsorption complexes of biomolecules on the surface of partially hydrophobized silica in an aqueous medium: a quantum chemical study// Chemistry, physics and technology of surface. - 2012. - V. 3, №4. - P. 473-478.

13. N.N. Vlasova, L.P. Golovkova. Effect of Bile Salts on Adsorption of Cholesterol on Silica Adsorbent// Colloid Journal, 2009, Vol. 71, No. 4, pp. 474-479. https://doi.org/10.1134/S1061933X09040073

14. Feroci G., Fini A., Fazio G., Zuman P. Effect of Divalent Transition Metal Ions on the Aggregation of Trihydroxy Bile Salts // J. Colloid Interface Sci. - 1996. - V. 178. P. 339. https://doi.org/10.1006/jcis.1996.0122

Опубліковано
2021-11-28
Як цитувати
Казакова , О. (2021). Квантово-хімічне дослідження взаємодій в супрамолекулярних системах: холестерин - жовчні кислоти - кремнезем у водних розчинах. Поверхня, (13(28), 39-46. https://doi.org/10.15407/Surface.2021.13.039
Номер
№ 13(28) (2021): Поверхня
Розділ
Теорія хімічної будови і реакційної здатності поверхні.
  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.