[pt] O coeficiente de partição octanol-água do composto 1,2-dipalmitoilsn-glicero-3-fosfatidilcolina (DPPC) foi investigado utilizando os métodos
de integração termodinâmica e amostragem guarda-chuva através de
simulações de dinâmica molecular atomística. Os campos de força
AMBER/GAFF e CHARMM/CGenFF foram usados com seis modelos de
água (SPC, TIP3P, TIP4P, TIP5P, OPC3 e OPC4) amplamente utilizados
em simulações de dinâmica molecular. Dentre os modelos utilizados, o
modelo de água OPC4 com os dois campos de força em estudo forneceu
a melhor concordância com o coeficiente de partição experimental
octanol-água do DPPC. No entanto, ainda existe muito espaço para
melhorias nos modelos de água que estimam a tensão superficial de
forma apropriada. Usando o modelo de água OPC4, a energia livre de
Gibbs de transferência do DPPC do octanol para a fase aquosa foi
calculada em 19,8(mais ou menos)0,3 e 20,2(mais ou menos)0,3 kcal mol-1
, estimando um coeficiente de
partição octanol-água de 14,5(mais ou menos)0,4 e 14,8(mais ou menos)0,3 para os campos de força
AMBER/GAFF e CHARMM/CGenFF, respectivamente. A amostragem
guarda-chuva apresentou problemas de arrastes de moléculas de uma
fase para outra, gerando artefatos e consequentemente subestimando os
valores de energia livre e de coeficiente de partição octanol-água. Este
estudo mostra a importância do desenvolvimento de novos modelos de
água que reproduzam com precisão todas as suas características
experimentais. A conciliação entre medições experimentais e cálculos
teóricos do coeficiente de partição de moléculas anfifílicas poderia ser
resolvida através do ajuste dos parâmetros do modelo de água. Este
estudo possui grande importância na simulação de propriedades
moleculares de importância em muitas áreas de aplicações científicas e
industriais, tais como biofísica, surfactante, coloides, membranas,
medicina, nanotecnologia, e indústrias alimentícias e farmacêuticas. / [en] The octanol-water partition coefficient of the compost 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (DPPC) molecule wasinvestigated using the methods of thermodynamic integration and umbrellasampling through atomistic molecular dynamics simulations. TheAMBER/GAFF and CHARMM/CGenFF force fields were used with sixwater models (SPC, TIP3P, TIP4P, TIP5P, OPC3, and OPC4) widely usedin molecular dynamics simulations. Among the models used, the OPC4water model with the two force fields provided the best agreement with theexperimental octanol-water partition coefficient of the DPPC. However,there is still much room for improvement in water models that correctlyestimate the surface tension. Using the OPC4 water model, the Gibbs freeenergy of transferring DPPC from octanol to the aqueous phase wascalculated to be 19.8(plus minus)0.3 and 20.2(plus minus)0.3 kcal mol-1, estimating an octanolwater partition coefficient of 14.5(plus minus)0.4 and 14.8(plus minus)0.3 for the AMBER/GAFFand CHARMM/CGenFF force fields, respectively. Umbrella samplingpresented issues of molecules being dragged between the two phases,generating artifacts, and consequently underestimating the values of freeenergy and octanol-water partition coefficient. This study shows theimportance of developing new models of water that accurately reproduceall its experimental characteristics. The reconciliation betweenexperimental measurements and theoretical calculations of partitioncoefficients of amphiphilic molecules. This study may have greatimportance in many areas of scientific and industrial applications, such asbiophysics, surfactant, colloids, membranes, medicine, nanotechnology,and food and pharmaceutical industries.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:62569 |
| Date | 18 May 2023 |
| Creators | RAYLA KELLY MAGALHAES COSTA |
| Contributors | ANDRE SILVA PIMENTEL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
Page generated in 0.0026 seconds