msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2022.4.9msi-1384Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВTECHNOLOGY OF FOOD PRODUCTSОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ТРОЙНЫХ ХЕЛАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЭССЕНЦИАЛЬНОГО МИКРОЭЛЕМЕНТА ЦИНКА С ВИТАМИНОМ С И НЕЗАМЕНИМЫМИ АМИНОКИСЛОТАМИDETERMINATION OF THE OPTIMAL CONFIGURATION OF TRIPLE CHELATE COMPLEXES OF THE ESSENTIAL TRACE ELEMENT ZINC WITH VITAMIN C AND ESSENTIAL AMINO ACIDShttps://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

Pyshkin str. 1, 355029 Stavropol

nastya_bogdanova_88@mail.ruhttps://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

Pyshkin str. 1, 355029 Stavropol

pirogov.m.2002@gmail.comhttps://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

Pyshkin str. 1, 355029 Stavropol

gvozdenko.1999a@gmail.comhttps://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

Pyshkin 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

Pyshkin 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

Pyshkin str. 1, 355029 Stavropol

nastya_bogdanova_88@mail.ruФГАОУ ВО Северо-Кавказский федеральный университетРоссияFSAEI HE "North-Caucasus Federal University"Russian Federation2022140120230493102Copyright © Блинов А.В., Пирогов М.А., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Яковенко А.А., Блинова А.А., 20232023Блинов А.В., Пирогов М.А., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Яковенко А.А., Блинова А.А.Blinov A.V., Pirogov M.A., Gvozdenko A.A., 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/1384

В рамках данной работы с помощью компьютерного квантово-химического моделирования проведено определение оптимальной конфигурации тройных хелатных комплексов микроэлемента цинка с витамином C и незаменимыми аминокислотами. Рассматривалось взаимодействие атома цинка с аминокислотами через карбоксильную группу и аминогруппу и с витамином C через различные пары гидроксильных групп. Установлено, что формирование тройных комплексов цинка с витамином C и незаменимыми аминокислотами является возможным, что подтверждается высокой разницей полной энергии тройного комплекса и аминокислоты (∆E = 2449,910 ±1,345 ккал/моль), а также значением химической жѐсткости η ≥ 0,076 эВ, свидетельствующем о стабильности молекулярных комплексов. Установлено, что оптимальной конфигурацией тройных хелатных комплексов эссенциального микроэлемента цинка с витамином С и незаменимыми аминокислотами является взаимодействие цинка с аскорбиновой кислотой через OH группык C3 и C6 атомам, и с аминокислотами через карбоксильную и аминогруппу.

Within the framework of this work, the optimal configuration of triple chelate complexes of the trace element zinc with vitamin C and essential amino acids was determined using computer quantum chemical modeling. The interaction of the zinc atom with amino acids through a carboxyl group and an amino group and with vitamin C through various pairs of hydroxyl groups was considered. It has been established that the formation of triple zinc complexes with vitamin C and essential amino acids is possible, which is confirmed by the high difference in the total energy of the triple complex and the amino acid (∆E = 2449.910 ± 1.345 kcal/mol), as well as the chemical hardness value η ≥ 0.076 eV, indicating the stability of molecular complexes. It has been established that the optimal configuration of triple chelate complexes of the essential trace element zinc with vitamin C and essential amino acids is the interaction of zinc with ascorbic acid with OH groups attached to C3 and C6 atoms and with amino acids through the carboxyl and amino groups.

тройные хелатные комплексыквантово-химическое моделированиенезаменимые аминокислотыэссенциальные микроэлементывитамин Ctriple chelate complexesquantum chemical modelingessential amino acidsessential trace elementsvitamin CИсследование выполнено при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (№ 22-76-00029)The study was supported financially by the Russian Science Foundation (№ 22-76-00029)ReferencesСинтез наночастиц диоксида марганца в среде серосодержащих аминокислот / Е. Л. Малая, А. В. Блинов, Л. П. Арефьева, С. О. Крандиевский // Актуальные проблемы электроэнергетики, электроники и нанотехнологий. – 2016. – С. 26-28.Sintez nanochastits dioksida margantsa v srede serosoderzhashchikh aminokislot / E. L. Malaya, A. V. Blinov, L. P. Aref'eva, S. O. Krandievskii // Aktual'nye problemy ehlektroehnergetiki, ehlektroniki i nanotekhnologii. – 2016. – S. 26-28.Разработка элементосбалансированного комплекса лизинаторибофлавината с эссенциальными микроэлементами / А. Б. Голик, Н. П. Оботурова, А. В. Блинов, А. А. Нагдалян // ББК 45/46 Г67. – 2021. – С. 211.Razrabotka ehlementosbalansirovannogo kompleksa lizinatoriboflavinata s ehssentsial'nymi mikroehlementami / A. B. Golik, N. P. Oboturova, A. V. Blinov, A. A. Nagdalyan // BBK 45/46 G67. – 2021. – S. 211.Айсувакова О. П., Балтаева Д. С., Куланова А. Б. Состав и устойчивость аскорбатов никеля (II) // International innovation research. – 2017. – С. 34-38.Aisuvakova O. P., Baltaeva D. S., Kulanova A. B. Sostav i ustoichivost' askorbatov nikelya (II) // International innovation research. – 2017. – S. 34-38.Шворнева, Н. С. Формирование гальванических покрытий цинком в растворах с добавкой аминокислоты / Н. С. Шворнева, А. С. Джумиева, Е. В. Ченцова // Инновационные материалы и технологии : материалы докладов Международной научнотехнической конференции молодых ученых, Минск, 9-11 января 2019 г. – Минск : БГТУ, 2019. - С. 470-473.Shvorneva, N. S. Formirovanie gal'vanicheskikh pokrytii tsinkom v rastvorakh s dobavkoi aminokisloty / N. S. Shvorneva, A. S. Dzhumieva, E. V. Chentsova // Innovatsionnye materialy i tekhnologii: materialy dokladov Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii molodykh uchenykh, Minsk, 9-11 yanvarya 2019 g. – Minsk: BGTU, 2019. - S. 470-473.Цинк: актуальность и характеристики биодобавок (обзор литературы) / А. А. Хабаров, Е. В. Будко, К. А. Лушов, Л. А. Горбачева, Н. О. Ельцова // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – №. 3. – С. 361-361.Tsink: aktual'nost' i kharakteristiki biodobavok (obzor literatury) / A. A. Khabarov, E. V. Budko, K. A. Lushov, L. A. Gorbacheva, N. O. El'tsova // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2012. – №. 3. – S. 361-361.Чернова С. П., Трубачева Л. В. Потенциометрическое изучение поведения ионов Zn (II) в водных растворах аминокислот и комплексонов // Аналитика и контроль. – 2006. – № 3/4. – С. 336-341.Chernova S. P., Trubacheva L. V. Potentsiometricheskoe izuchenie povedeniya ionov Zn (II) v vodnykh rastvorakh aminokislot i kompleksonov // Analitika i kontrol'. – 2006. – № 3/4. – S. 336-341.Гипогликемическая активность хелатных комплексов цинка с аминокислотами / В. П. Котегов, А. В. Сульдин, М. В. Липина, Н. А. Иванова, К. К. Поршнев // Микроэлементы в медицине. – 2011. – Т. 12. – №. 3-4. – С. 83-85.Gipoglikemicheskaya aktivnost' khelatnykh kompleksov tsinka s aminokislotami / V. P. Kotegov, A. V. Sul'din, M. V. Lipina, N. A. Ivanova, K. K. Porshnev // Mikroehlementy v meditsine. – 2011. – T. 12. – №. 3-4. – S. 83-85.Влияние аспартата цинка и таурина на пул свободных аминокислот в головном мозге крыс / В. М. Шейбак, Е. М. Дорошенко, М. В. Горецкая, И. В. Лях // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя медыцынскіх навук. – 2012. – №. 3. – С. 77-81.Vliyanie aspartata tsinka i taurina na pul svobodnykh aminokislot v golovnom mozge krys / V. M. Sheibak, E. M. Doroshenko, M. V. Goretskaya, I. V. Lyakh // Vestsі Natsyyanal'nai akadehmіі navuk Belarusі. Seryya medytsynskіkh navuk. – 2012. – №. 3. – S. 77-81.Apoptosis in the normal and inflamed airway epithelium: role of zinc in epithelial protection and procaspase-3 regulation / A. Q. Truong-Tran, D. Grosser, R. E. Ruffin, C. Murgia, P. D. Zalewski // Biochemical pharmacology. – 2003. – V. 66. – N. 8. – P. 1459-1468.Apoptosis in the normal and inflamed airway epithelium: role of zinc in epithelial protection and procaspase-3 regulation / A. Q. Truong-Tran, D. Grosser, R. E. Ruffin, C. Murgia, P. D. Zalewski // Biochemical pharmacology. – 2003. – V. 66. – N. 8. – P. 1459-1468.Калинин О. В. Специфические функции незаменимых аминокислот // Молодежь и наука. – 2016. – №. 1. – С. 2-2.Kalinin O. V. Spetsificheskie funktsii nezamenimykh aminokislot // Molodezh' i nauka. – 2016. – №. 1. – S. 2-2.Компьютерное моделирование белково-витаминных композитов, сбалансированных по содержанию незаменимых аминокислот / Р. И. Шаззо, Л. Д. Ерашова, Г. Н. Павлова, Р. С. Ермоленко, Л. А. Алехина, А. А. Варивода // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. – №. 6. – С. 62-64.Komp'yuternoe modelirovanie belkovo-vitaminnykh kompozitov, sbalansirovannykh po soderzhaniyu nezamenimykh aminokislot / R. I. Shazzo, L. D. Erashova, G. N. Pavlova, R. S. Ermolenko, L. A. Alekhina, A. A. Varivoda // Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya. – 2007. – №. 6. – S. 62-64.Лизин – одна из важнейших незаменимых аминокислот в обеспечении полноценного питания / О. В. Бобрешова, А. С. Фаустов, М. И. Чубирко, В. И. Попов, И. В. Аристов, П. И. Кулинцов – 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, V. I. Popov, I. V. Aristov, P. I. Kulintsov – Voronezh: Voronezhskii gosudarstvennyi universitet, 2003. – 80 s.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. Дмитриенко, 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. Dmitrienko, R. F. Nasyrova // Chelovek i ego zdorov'e. – 2022. – №. 2. – S. 13-23.Кахраманова Ш. И., Кулиева Э. А., Азизов И. В. Влияние новосинтезированных комплексов цинка с аминокислотами на морфофизиологические показатели проростков пшеницы // Академический журнал Западной Сибири. – 2014. – Т. 10. – №. 5. – С. 94-94.Kakhramanova SH. I., Kulieva EH. A., Azizov I. V. Vliyanie novosintezirovannykh kompleksov tsinka s aminokislotami na morfofiziologicheskie pokazateli prorostkov pshenitsy // Akademicheskii zhurnal Zapadnoi Sibiri. – 2014. – T. 10. – №. 5. – S. 94-94.Обогащение йодом продукции животноводства. Нормы и технологии / А. А. Спиридонов, Е. В. Мурашова, О. Ф. Кислова – Санкт-Петербург, 2014.–105 с.Obogashchenie iodom produktsii zhivotnovodstva. Normy i tekhnologii / A. A. Spiridonov, E. V. Murashova, O. F. Kislova – Sankt-Peterburg, 2014. –105 s.Малиновский А. В. Является ли треонин незаменимой аминокислотой? // Biological Communications. – 2011. – №. 1. – С. 66-71.Malinovskii A. V. Yavlyaetsya li treonin nezamenimoi aminokislotoi? // Biological Communications. – 2011. – №. 1. – S. 66-71.Владимирова С. Ф., Страхова В. В., Бутко А. А. Сравнительный анализ белковой добавки сушеной на содержание незаменимых аминокислот, углеводов и витаминов группы В // Товаровед продовольственных товаров. – 2017. – №. 4. – С. 19-26.Vladimirova S. F., Strakhova V. V., Butko A. A. Sravnitel'nyi analiz belkovoi dobavki sushenoi na soderzhanie nezamenimykh aminokislot, uglevodov i vitaminov gruppy V // Tovaroved prodovol'stvennykh tovarov. – 2017. – №. 4. – S. 19-26.Обеспеченность населения России микронутриентами и возможности ее коррекции. Состояние проблемы / В. М. Коденцова, О. А. Вржесинская, Д. В. Рисник, Д. Б. Никитюк, В. А. Тутельян // Вопросы питания. – 2017. – Т. 86. – №. 4. – С. 113-124.Obespechennost' naseleniya Rossii mikronutrientami i vozmozhnosti ee korrektsii. Sostoyanie problemy / V. M. Kodentsova, O. A. Vrzhesinskaya, D. V. Risnik, D. B. Nikityuk, V. A. Tutel'yan // Voprosy pitaniya. – 2017. – T. 86. – №. 4. – S. 113-124.

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