Resumen

El comportamiento molecular de la amoxicilina en agua fue explorado con solvatación implícita y explícita mediante dos estrategias que combinan diferentes técnicas de simulación molecular para evaluar el alcance de estos procedimientos. Con estas dos estrategias de cálculo computacional, la conformación molecular de la amoxicilina fue determinada en fase acuosa. En la primera estrategia se utilizó el generador de conformaciones Ballon-v1.8.2 y la estabilidad de las conformaciones en agua fue evaluada utilizando la energía libre de solvatación determinada con el método de solvatación implícita SMD. En la segunda estrategia, con la dinámica molecular tipo NVT fue evaluado el arreglo espacial de esta molécula en agua y, además, la interacción molecular entre la amoxicilina y el agua fue evaluada en esta simulación. Los resultados obtenidos muestran que la conformación de la amoxicilina más estable en fase acuosa es la plegada. Además, los valores de energías de solvatación de -121,42 y -14,58 kJ/mol obtenidos con solvatación implícita y dinámica molecular sugieren que esta molécula tiene una alta afinidad por el agua. Las funciones distribución radial y espacial sugieren que se forman 3 capas de solvatación alrededor de la amoxicilina y que esta molécula tiene una región altamente hidrofílica. Finalmente, la estrategia usando dinámica molecular permite obtener mejores conformaciones en equilibrio que la estrategia de simulación usando el generador de conformaciones Ballon-v1.8.2.

INTRODUCCIÓN

Los antibióticos son compuestos químicos que tienen la capacidad de tratar enfermedades producidas por bacterias. Históricamente, estos compuestos han sido sintetizados en gran magnitud desde el descubrimiento de la penicilina y su uso ha sido muy amplio en las últimas décadas [1]. El uso indiscriminado de estos fármacos en medicina humana y animal ha ocasionado un impacto negativo en el medio ambiente debido a la falta de métodos eficientes para el tratamiento de efluentes líquidos. Esto ha producido una gran preocupación por la resistencia antimicrobiana que puede producir la gran cantidad de desechos presentes en el medio ambiente [2]. De igual manera, según el informe O’Nell del 2014, el gobierno británico ha considerado que las infecciones resistentes a los antimicrobianos podrían convertirse en la principal causa de muerte en el mundo para el año 2050 [3]. Actualmente, uno de los antibióticos beta-lactámicos más utilizados a escala mundial para el tratamiento de enfermedades infecciosas producidas por bacterias es la amoxicilina, la cual representa uno de los antibióticos más prescritos en Europa y Estados Unidos [4]. En las últimas décadas, el uso de este compuesto ha generado altos niveles de concentración en el medio ambiente, especialmente en fuentes de aguas superficiales, aguas subterráneas potables y residuales [5], [6]. En este caso, los métodos experimentales para la degradación de este compuesto no han sido efectivos debido a la estructura molecular compleja que presenta con diferentes grupos funcionales similares a los aminoácidos presentes en las proteínas [7], [8].

• Materias:Simulación Interacción molecular Biología molecular Simulación de fluidos
• Subjects:Simulation Molecular interaction Molecular biology Fluid simulation
• Palabras claves:Conformaciones; Interacción molecular; Simulación molecular; Solvatación
• Keywords:Conformations; Molecular interaction; Molecular simulation; Solvation