Resumen

La polarización de los átomos desempeña un papel fundamental en las interacciones moleculares. Los campos de fuerza de clase I y II calculan principalmente con cargas atómicas fijas, lo que puede dar lugar a descripciones inadecuadas de moléculas muy cargadas, por ejemplo, canales iónicos o metaloproteínas. Los cambios en las distribuciones de carga pueden incluirse en los cálculos de mecánica molecular mediante diversos métodos. Aquí presentamos un método mecánico cuántico computacional muy rápido, la teoría de polarización de enlace (Bond Polarization Theory, BPT). Las cargas atómicas se obtienen mediante un método de cálculo de cargas que dependen de la estructura 3D del sistema de forma similar a las cargas atómicas de los cálculos ab initio. Se investigaron distintos métodos de análisis de poblaciones y de cálculo de cargas y su dependencia del conjunto de bases. Una parametrización refinada arrojó una excelente correlación de R = 0,9967 . El método se implementó en el campo de fuerzas COSMOS-NMR y se aplicó al complejo histidina-triptófano del dominio transmembrana del canal de la proteína M2 del virus de la gripe A. Nuestros cálculos muestran que son necesarios cambios moderados del ángulo de torsión de la cadena lateral χ 1 y pequeñas variaciones de χ 2 de Trp-41 para pasar del estado inactivado al activado; y se apoya un modelo aproximado de salto de dos lados de His-37 para la compuerta de protones de acuerdo con un mecanismo de volteo.

• Materias:Reacciones químicas Propiedades fisicoquímicas Química analítica Química de los alimentos Química sostenible
• Subjects:Chemical reactions Chemicophysical properties Analytical chemistry Food chemistry Sustainable chemistry
• Palabras claves:cargas atómicas, método mecánico cuántico computacional rápido, ángulo de torsión de la cadena lateral, teoría de polarización de enlaces, campos de fuerza ii, canal proteico m2, cálculos ab initio, método de cálculo de cargas, métodos de cálculo de cargas, campo de fuerza cosmos
• Keywords:atomic charges, fast computational quantum mechanical method, side chain torsion angle, bond polarization theory, ii force fields, m2 protein channel, ab initio calculations, charge calculation method, charge calculation methods, force field cosmos