Estudio por dinámica molecular de la estructura y dinámica de soluciones salinas de sorbitol

Abstract

El sorbitol, también llamado glucitol, es un polialcohol o alcohol polihídrico que forma parte del grupo de efectores osmóticos u osmolitos orgánicos. Su presencia en una solución produce modificaciones en los efectos del estrés térmico y salino sobre otras moléculas como proteínas y polímeros. Estas modificaciones son determinadas en algunos casos por la interacción directa entre el sorbitol con otras moléculas y en otros por la estructura y dinámica del agua. Por otro lado, la presencia de iones en una solución acuosa afecta la estructura del agua al cambiar las estructuras de puentes de hidrógeno del agua, por lo que se los clasifica en cosmótropos (creadores de estructuras) o caótropos (rompedores de estructuras). En este trabajo se estudia el efecto conjunto del sorbitol y iones de cloro y sodio en soluciones de interés biológico, mediante métodos de simulación computacional basada en la Dinámica Molecular (MD), técnica que ha demostrado fiabilidad para el estudio de problemas relacionados con la presencia de moléculas en solución. En el grupo de investigación ya se han realizado investigaciones relacionadas a la estructura del agua por métodos de dinámica molecular, analizando el comportamiento de este solvente como de otras moléculas en solución. De esta manera, este trabajo realiza un aporte al conocimiento, obteniendo una descripción estadística a escala molecular de la interacción sorbitol-agua-iones monovalentes a diferentes concentraciones, logrando una mejora en la descripción a nivel microscópico de estos fenómenos. Sorbitol, also called glucitol, is a polyalcohol or polyhydric alcohol that is part of the group of osmotic effectors or organic osmolytes. Its presence in a solution produces modifications in the effects of thermal and saline stress on other molecules such as proteins and polymers. These modifications are determined in some cases by the direct interaction between sorbitol with other molecules and in others by the structure and dynamics of the water. Also, the presence of ions in an aqueous solution affects the structure of the water by changing the hydrogen bonding structures of the water, which is why they are classified as cosmotropes (structure builders) or chaotropes (structure breakers). In this work, the joint effect of sorbitol and chlorine and sodium ions in solutions of biological interest is studied, using computational simulation methods based on Molecular Dynamics (MD), a technique that has demonstrated reliability for the study of problems related to the presence of molecules in solution. The research group has already carried out research related to the structure of water by molecular dynamics methods, analyzing the behavior of this solvent as well as other molecules in solution. In this way, this work makes a contribution to knowledge, obtaining a statistical description at the molecular level of the interaction sorbitol-water-monovalent ions at different concentrations, achieving an improvement in the description at the microscopic level of these phenomena.