msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2022.4.6msi-1380Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВTECHNOLOGY OF FOOD PRODUCTSКВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТИПА КООРДИНИРОВАНИЯ МАРГАНЦА С ВИТАМИНОМ В2 И НЕЗАМЕНИМЫМИ АМИНОКИСЛОТАМИQUANTUM CHEMICAL MODELING OF THE TYPE OF COORDINATION OF MANGANESE WITH VITAMIN B2 AND ESSENTIAL AMINO ACIDShttps://orcid.org/0000-0001-7763-5520ГвозденкоА. А.GvozdenkoA. A.

Гвозденко Алексей Алексеевич, ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Gvozdenko Alexey A., Assistant of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

gvozdenko.1999a@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9217-6262ПироговМ. А.PirogovM. A.

Пирогов Максим Александрович, студент 3 курса бакалавриата кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Pirogov Maxim A., student of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

pirogov.m.2002@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9321-550XБлиновА. В.BlinovA. V.

Блинов Андрей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Blinov Andrey V., Ph. D., Assistant professor of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

nastya_bogdanova_88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2580-9474ГоликА. Б.GolikAl. B.

Голик Алексей Борисович, ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Golik Alexey B., Assistant of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

lexgooldman@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4555-9938ЯковенкоА. А.YakovenkoA. A.

Яковенко Андрей Антонович, студент 2 курса бакалавриата кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Yakovenko Andrey A., student of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

and.yak.stv@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9321-550XБлиноваА. А.BlinovaA. A.

Блинова Анастасия Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

355029, Ставрополь, улица Пушкина, 1

Blinova Anastasiya A., Ph. D., assistant professor of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Pushkin str. 1, 355029 Stavropol

nastya_bogdanova_88@mail.ruФГАОУ ВО Северо-Кавказский федеральный университетРоссияFSAEI HE "North-Caucasus Federal University"Russian Federation202214012023045867Copyright © Гвозденко А.А., Пирогов М.А., Блинов А.В., Голик А.Б., Яковенко А.А., Блинова А.А., 20232023Гвозденко А.А., Пирогов М.А., Блинов А.В., Голик А.Б., Яковенко А.А., Блинова А.А.Gvozdenko A.A., Pirogov M.A., Blinov A.V., Golik A.B., Yakovenko A.A., Blinova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://msi.elpub.ru/jour/article/view/1380

В рамках данного исследования проведено квантово-химическое моделирование типа координирования марганца с витамином B2 и незаменимыми аминокислотами. Взаимодействие марганца с аминокислотами рассматривалось через карбоксильную группу и аминогруппу аминокислоты, с витамином B2 – через различные пары енольного кислорода и соседнего гетероатома азота. В результате моделирования установлено, что все представленные взаимодействия являются энергетически выгодными (∆E ≥ 2331,756 ккал/моль) и химически стабильными (η ≥ 0,096 эВ). Координирование марганца с витамином B2 и незаменимыми аминокислотами происходит через N3 и енольный кислород, присоединѐнный к C2 атому, в пиримидиновом кольце витамина B2, и через карбоксильную группу и аминогруппу, присоединѐнную к C2 атому углерода, аминокислот.

Within the framework of this study, quantum chemical modeling of the type of coordination of manganese with vitamin B2 and essential amino acids was carried out. The interaction of manganese with amino acids was carried out through the carboxyl group and amino group of the amino acid, interaction with vitamin B2 was carried out through various pairs of enolic oxygen and a neighboring nitrogen heteroatom. As a result of modeling, it was found that all the presented interactions are energetically favorable (∆E ≥ 2331,756 kcal/mol) and chemically stable (η ≥ 0.096 eV). The coordination of manganese with vitamin B2 and essential amino acids occurs through N3 and enolic oxygen attached to the C2 atom in the pyrimidine ring of vitamin B2, and through the carboxyl group and amino group attached to the C2 atom of amino acids.

витамин B2квантово-химическое моделированиенезаменимые аминокислотыхелатные комплексымарганецvitamin B2quantum chemical modelingessential amino acidschelate complexesmanganeseИсследование выполнено при финансовой поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации (проект МК-478.2022.5)The study was supported financially by the Council for Grants of the President of the Russian Federation (project MK-478.2022.5)ReferencesБахтина Г. Г., Ленько О. А., Суханова С. Е. Микроэлементозы человека и пути коррекции их дефицита // Патология кровообращения и кардиохирургия. – 2007. – №. 4. – С. 82-89.Bakhtina G. G., Len'ko O. A., Sukhanova S. E. Mikroehlementozy cheloveka i puti korrektsii ikh defitsita // Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya. – 2007. – №. 4. – S. 82- 89.Лизин – одна из важнейших незаменимых аминокислот в обеспечении полноценного питания / О. В. Бобрешова, А. С. Фаустов, М. И. Чубирко [и др.]. – Воронеж: Воронежский государственный университет, 2003. – 80 с.Lizin – odna iz vazhneishikh nezamenimykh aminokislot v obespechenii polnotsennogo pitaniya / O. V. Bobreshova, A. S. Faustov, M. I. Chubirko [i dr.]. – Voronezh: Voronezhskii gosudarstvennyi universitet, 2003. – 80 s.Лаврентьев А. Ю. Влияние использования L-лизин монохлоргидрата кормового в рационах молодняка свиней на рост, развитие и затраты кормов // Эффективное животноводство. – 2018. – №. 4 (143). – С. 64-65.Lavrent'ev A. YU. Vliyanie ispol'zovaniya L-lizin monokhlorgidrata kormovogo v ratsionakh molodnyaka svinei na rost, razvitie i zatraty kormov // Ehffektivnoe zhivotnovodstvo. – 2018. – №. 4 (143). – S. 64-65.Роль незаменимой аминокислоты триптофана в возникновении нарушений сна и тревожно-депрессивных расстройств / В. Е. Карнаухов, Е. А. Народова, Н. А. Шнайдер, В. В. Народова, Д. В. Дмиренко, Р. Ф. Насырова // Человек и его здоровье. – 2022. – №. 2. – С. 13-23.Rol' nezamenimoi aminokisloty triptofana v vozniknovenii narushenii sna i trevozhno-depressivnykh rasstroistv / V. E. Karnaukhov, E. A. Narodova, N. A. Shnaider, V. V. Narodova, D. V. Dmirenko, R. F. Nasyrova // Chelovek i ego zdorov'e. – 2022. – №. 2. – S. 13-23.Японцев А. Э., Клименко А. С., Гущева-Митропольская А. Б. Функции треонина в организме птиц // Птицеводство. – 2016. – №. 9. – С. 25-29.Yapontsev A. EH., Klimenko A. S., Gushcheva-Mitropol'skaya A. B. Funktsii treonina v organizme ptits // Ptitsevodstvo. – 2016. – №. 9. – S. 25-29.Скальный А. Микроэлементы бодрость, здоровье, долголетие. Изд. 4-е, доп., перераб. Москва: Издательство «Перо» Litres. – 2019 – 295 с.Skal'nyi A. Mikroehlementy bodrost', zdorov'e, dolgoletie. Izd. 4-e, dop., pererab. Moskva: Izdatel'stvo «PerO» Litres. – 2019 – 295 s.Дроздов В. Н. Рациональное возмещение дефицита витаминов и микроэлементов // Лечебное дело. – 2009. – №. 3. – С. 34-41.Drozdov V. N. Ratsional'noe vozmeshchenie defitsita vitaminov i mikroehlementov // Lechebnoe delo. – 2009. – №. 3. – S. 34-41.Зинина О. Т. Влияние некоторых тяжелых металлов и микроэлементов на биохимические процессы в организме человека // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. – 2001. – С. 99-105.Zinina O. T. Vliyanie nekotorykh tyazhelykh metallov i mikroehlementov na biokhimicheskie protsessy v organizme cheloveka // Izbrannye voprosy sudebno-meditsinskoi ehkspertizy. – 2001. – S. 99-105.Взаимосвязь дисбаланса макрои микроэлементов и здоровье населения (обзор литературы) / М. Я. Ибрагимова, Л. Я. Сабирова, Е. С. Березкина, М. Г. Скальная, Р. И. Жданов, А. В. Скальный // Казанский медицинский журнал. – 2011. – Т. 92. – №. 4. – С. 606-609.Vzaimosvyaz' disbalansa makroi mikroehlementov i zdorov'e naseleniya (obzor literatury) / M. YA. Ibragimova, L. YA. Sabirova, E. S. Berezkina, M. G. Skal'naya, R. I. Zhdanov, A. V. Skal'nyi // Kazanskii meditsinskii zhurnal. – 2011. – T. 92. – №. 4. – S. 606-609.Парахонский А. П. Влияние недостатка микроэлементов на иммунную систему // Наука в современном мире. – 2017. – С. 45-48.Parakhonskii A. P. Vliyanie nedostatka mikroehlementov na immunnuyu sistemu // Nauka v sovremennom mire. – 2017. – S. 45-48.Громова О. А., Торшин И. Ю., Хаджидис А. К. Анализ молекулярных механизмов воздействия железа (II), меди, марганца в патогенезе железодефицитной анемии // Клиническая фармакология и фармаэкономика. – 2010. – Т. 1. – С. 1-9.Gromova O. A., Torshin I. YU., Khadzhidis A. K. Analiz molekulyarnykh mekhanizmov vozdeistviya zheleza (II), medi, margantsa v patogeneze zhelezodefitsitnoi anemii // Klinicheskaya farmakologiya i farmaehkonomika. – 2010. – T. 1. – S. 1-9.Хворостова, Т. Ю. Совершенствование технологии рецептур и потребительских свойств паштетов из мяса птицы и конины: специальность 05.18.04 "Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств": автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Хворостова Татьяна Юрьевна. – Ставрополь, 2013. – 23 с.Khvorostova, T. YU. Sovershenstvovanie tekhnologii retseptur i potrebitel'skikh svoistv pashtetov iz myasa ptitsy i koniny: spetsial'nost' 05.18.04 "Tekhnologiya myasnykh, molochnykh i rybnykh produktov i kholodil'nykh proizvodstv": avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk / Khvorostova Tat'yana Yur'evna. – Stavropol', 2013. – 23 s.Саркисян А. Ф., Новикова М. А., Шестакова Т. Е. Патологии, связанные с нарушением обмена магния и марганца в организме человека // ББК 28.070 М-75. – 2017. – С. 45.Sarkisyan A. F., Novikova M. A., Shestakova T. E. Patologii, svyazannye s narusheniem obmena magniya i margantsa v organizme cheloveka // BBK 28.070 M-75. – 2017. – S. 45.Разработка элементосбалансированного комплекса лизинаторибофлавината с эссенциальными микроэлементами / А. Б. Голик, Н. П. Оботурова, А. В. Блинов, А. А. Нагдалян // Инновационное развитие аграрно-пищевых технологий: Материалы международной научно-практической конференции, Волгоград, 17–18 июня 2021 года / Под общей редакцией И.Ф. Горлова. – Волгоград: Общество с ограниченной ответственностью "СФЕРА", 2021. – С. 211.Razrabotka ehlementosbalansirovannogo kompleksa lizinatoriboflavinata s ehssentsial'nymi mikroehlementami / A. B. Golik, N. P. Oboturova, A. V. Blinov, A. A. Nagdalyan // Innovatsionnoe razvitie agrarno-pishchevykh tekhnologii: Materialy mezhdunarodnoi nauchno- prakticheskoi konferentsii, Volgograd, 17–18 iyunya 2021 goda / Pod obshchei redaktsiei I.F. Gorlova. – Volgograd: Obshchestvo s ogranichennoi otvetstvennost'yu "SFERA", 2021. – S. 211.Способы повышения биодоступности эссенциальных микроэлементов / А. В. Блинов, А. В. Серов, В. А. Кравцов, А. Ю. Русанов, С. Н. Соловьева // Физико-химическая биология, Ставрополь, 25–27 ноября 2015 года. – Ставрополь: Ставропольский государственный медицинский университет, 2015. – С. 28-30Sposoby povysheniya biodostupnosti ehssentsial'nykh mikroehlementov / A. V. Blinov, A. V. Serov, V. A. Kravtsov, A. YU. Rusanov, S. N. Solov'eva // Fiziko-khimicheskaya biologiya, Stavropol', 25–27 noyabrya 2015 goda. – Stavropol': Stavropol'skii gosudarstvennyi meditsinskii universitet, 2015. – S. 28-30Разработка наноразмерных доступных форм эссенциальных микроэлементов железа, меди, кобальта, марганца и цинка / А. Б. Голик, А. В. Блинов, А. А. Гвозденко, Т. Н. Бахолдина, М. А. Тараванов // Наука Юга России: достижения и перспективы: XVIII Ежегодная молодежная научная конференция : тезисы докладов, Ростов-на-Дону, 18–29 апреля 2022 года. – Ростов-на-Дону: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук", 2022. – С. 48Razrabotka nanorazmernykh dostupnykh form ehssentsial'nykh mikroehlementov zheleza, medi, kobal'ta, margantsa i tsinka / A. B. Golik, A. V. Blinov, A. A. Gvozdenko, T. N. Bakholdina, M. A. Taravanov // Nauka Yuga Rossii: dostizheniya i perspektivy: XVIII Ezhegodnaya molodezhnaya nauchnaya konferentsiya : tezisy dokladov, Rostov-na-Donu, 18–29 aprelya 2022 goda. – Rostov-na-Donu: Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe uchrezhdenie nauki "Federal'nyi issledovatel'skii tsentr Yuzhnyi nauchnyi tsentr Rossiiskoi akademii nauk", 2022. – S. 48.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.