Андрей Владимирович Блинов – кандидат технических наук, и.о. заведующего кафедрой физики и технологии наноструктур и материалов, физико-техническийфакультет,
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь,355029
Andrey V. Blinov – PhD in Technical Science, Head of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology,
1, Pyshkin st., Stavropol, 355029
Алексей Алексеевич Гвозденко– ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета,
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь, 355029
Alexey A. Gvozdenko – Assistant of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology,
1, Pyshkin st., Stavropol, 355029
Алексей Борисович Голик – ассистент кафедры физики и технологии наноструктури материалов физико-технического факультета,
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь, 355029
Alexey B. Golik – Assistant of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology,
1, Pyshkin st., Stavropol, 355029
Максим Андреевич Колодкин – заведующий учебно-лабораторным комплексом кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета,
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь, 355029
Maxim A. Kolodkin – Head of the Educational and Laboratory Complex of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials of the Faculty of Physics and Technology,
1, Pyshkin st., Stavropol, 355029
Максим Александрович Пирогов – студент 4 курса бакалавриата кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета,
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь, 355029
Maxim A. Pirogov – Student of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology,
1, Pyshkin st., Stavropol, 355029
В данной работе проведено моделирование процесса формирования тройных комплексов эссенциального микроэлемента железа с рибофлавином и незаменимыми аминокислотами. Моделирование проводилось в программном обеспечении QChem с использованием молекулярного редактора IQmol. Для начала проводилось моделирование молекул незаменимых аминокислот: L-валина, L-лейцина, L-изолейцина, Lметионина, L-треонина, L-лизина, L-фенилаланина и L-триптофана. Моделирование проводилось путѐм взаимодействия атома железа с различными парами гетероатома азота и енольного кислорода рибофлавина, а также с карбоксильной группой и αаминогруппой аминокислоты. В результате установлено, что взаимодействие микроэлемента железа с рибофлавином и незаменимыми аминокислотами является энергетически выгодным (∆E > 2575 ккал/моль) и химически стабильным (0,075 ≤ η ≤ 0,138 эВ). На основе полученных данных определена наиболее вероятная конфигурация молекулярного комплекса – взаимодействие с рибофлавином через N5 в пиразиновом кольце и енольный кислород, присоединѐнный к C4 атому, в пиримидиновом кольце рибофлавина. Молекулярной системой, обладающий наибольшими значениями разницы полной энергии (∆E = 2577.501) и химической жѐсткости (η = 0.138 эВ), а значит наиболее энергетически выгодной и химически стабильной, является молекулярный комплекс валинаторибофлавинат меди, в котором взаимодействие железа с рибофлавином происходит через N5 в пиразиновом кольце и енольный кислород, присоединѐнный к C4 атому, в пиримидиновом кольце рибофлавина.
In this work, we simulated the process of formation of triple complexes of the essential trace element iron with riboflavin and essential amino acids. The simulation was carried out in the QChem software using the IQmol molecular editor. To begin with, the modeling of the molecules of essential amino acids was carried out: L-valine, L-leucine, L-isoleucine, Lmethionine, L-threonine, L-lysine, L-phenylalanine and L-tryptophan. Modeling was carried out by the interaction of the iron atom with various pairs of nitrogen heteroatom and enol oxygen of riboflavin, as well as with the carboxyl group and α-amino group of the amino acid. As a result, it was found that the interaction of the trace element iron with riboflavin and essential amino acids is energetically favorable (∆E > 2575 kcal/mol) and chemically stable (0.075 ≤ η ≤ 0.138 eV). Based on the data obtained, the most probable configuration of the molecular complex was determined - interaction with riboflavin through N5 in the pyrazine ring and enol oxygen attached to the C4 atom in the pyrimidine ring of riboflavin. The molecular system that has the highest difference in total energy (∆E = 2577.501) and chemical hardness (η = 0.138 eV), and therefore the most energetically favorable and chemically stable, is the copper valinatoriboflavinate molecular complex, in which the interaction of iron with riboflavin occurs through N5 in the pyrazine ring and enol oxygen attached to the C4 atom in the pyrimidine ring riboflavin.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.