Дослідження BMSF-BENZ хемосорбції на наноклітин Zn12O12, Al12P12 методами порівняльної теорії функціональної густини
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.23.1.120-133Ключові слова:
адсорбція ліків, BMSF-BENZ, наноклітини, система доставки ліків, термодинамічні властивості, теорія функціоналу густиниАнотація
Досліджено потенціал і можливості нанокк оксидулітинцинку та фосфіду алюмінію виявляти й адсорбувати молекулярний ((4-бром-7-метокси-1-(2-метоксиетил)-5-{[3-(метилсульфоніл)) феніл]метил}-2-[4-(пропан-2-))іл)феніл]-1H-1,3-бензотіазол). Для цього вибрано сім стабільних варіантів для адсорбції BMSF-BENZ на поверхні цих наноклітин. Усі розглянуті конфігурації оптимізовано з використанням теорії DFT на базовому наборі 6-31G** та B3LYP теорії. Далі, на основі оптимізованих структур застосовано квантову теорію атома в молекулі (QTAIM), аналіз градієнта пониженої густини (RDG) та молекулярно-орбітальний аналіз (МО).
Результати показали, що реакція BMSF-BENZ із наноклітинами була високоекзотермічною, що вказує на високу хімічну адсорбцію нових комплексів. Для всіх досліджених активних атомів у складі лікарського комплексу, енергія адсорбції на нанокаркасі ZnO була вищою, ніж у AlP, де енергії адсорбції становили
(-28,20, -37,86, -27,36, -23,59, -30,30, -42,55 і - 32,49) Ккал/моль і (-17,03, -28,30, -15,45, -16,70, -18,22, -18,35 і -18,64) Ккал/моль для наноклітин ZnO та Al-P, відповідно.
Аналіз топології, зокрема, QTAIM та NCI/RDG, вказує на те, що взаємодії між препаратом BMSF-BENZ та поверхнею наноклітини ZnO є більш істотною, ніж взаємодія наноклітини AlP. Результати отриманого заряду, сумарної густини станів (TDOS) та молекулярно-орбітально-граничного аналізу підтверджують характерну орбітальну гібридизацію при адсорбції BMSF-BENZ, що свідчить про потенційне застосування AlP як біохімічного адсорбенту BMSF-BENZ. Тим не менш, наноклітини ZnO можуть бути кандидатами для застосування препаратів.
Посилання
J.A. Kanis, C. Cooper, R. Rizzoli, & J.Y. Reginster, Osteoporosis International 30(1), 3 (2019); https://doi.org/10.1007/s00198-018-4704-5); 31(1), 209 (2020); https://doi.org/10.1007/s00198-019-05184-3.
S.P. Tuck, R.M. Francis, Osteoporosis. Postgraduate Medical Journal 78(923), 526 (2002); https://doi.org/10.1136/pmj.78.923.526.
C. Deal, Nature Clinical Practice Rheumatology 5(1), 20 (2009); https://doi.org/10.1038/ncprheum0977.
Ahmed Hassen Shntaif, Z.M. Rashid, Z.H., Al-Sawaff, & F. Kandemirli, Russian Journal of Bioorganic Chemistry 47(3), 777 (2021); https://doi.org/10.1134/S106816202103016X.
P.D. Dwivedi, A. Tripathi, K.M. Ansari, R. Shanker, & M. Das, Journal of Biomedical Nanotechnology, 7(1), 193 (2011); https://doi.org/10.1166/jbn.2011.1264.
X. Lv, P. Wang, R. Bai, Y. Cong, S. Suo, X. Ren, & C. Chen, Biomaterials 35(13), 4195 (2014); https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2014.01.054.
Q. Yu, J. Li, Y. Zhang, Y. Wang, L. Liu, & M. Li, Scientific Reports 6 (May), 26667 (2016); https://doi.org/10.1038/srep26667.
A.F. Halbus, T.S. Horozov, & V.N. Paunov, ACS Applied Materials and Interfaces 11(42), 38519 (2019); https://doi.org/10.1021/acsami.9b14403.
S. Hussain, R. Hussain, M.Y. Mehboob, S.A.S. Chatha, A.I. Hussain, A. Umar, … K. Ayub, ACS Omega 5(13), 7641 (2020); https://doi.org/10.1021/acsomega.0c00507.
A.L. Silva, L.I.F. Moura, B. Carreira, J. Conniot, A.I. Matos, C. Peres, … H.F. Florindo, Functional Moieties for Intracellular Traffic of Nanomaterials. Biomedical Applications of Functionalized Nanomaterials: Concepts, Development and Clinical Translation. Elsevier Inc. (2018); https://doi.org/10.1016/B978-0-323-50878-0.00014-8.
J.K. Patra, G. Das, L.F. Fraceto, E.V.R. Campos, M.D.P. Rodriguez-Torres, L.S. Acosta-Torres, H.S. Shin, Journal of Nanobiotechnology 16(1), 1 (2018); https://doi.org/10.1186/s12951-018-0392-8.
S.S. Suri, H. Fenniri, & B. Singh, Journal of Occupational Medicine and Toxicology 2(1), 1 (2007); https://doi.org/10.1186/1745-6673-2-16.
A.P. Singh, A. Biswas, A. Shukla, & P. Maiti, Signal Transduction and Targeted Therapy 4(1), 1 (2019); https://doi.org/10.1038/s41392-019-0068-3.
D. Scarano, F. Cesano, S. Bertarione, & A. Zecchina, Crystals 8(4), (2018); https://doi.org/10.3390/cryst8040153.
K.S. Siddiqi, A. Tajuddin ur Rahman, & A. Husen, Nanoscale Research Letters 13, (2018); https://doi.org/10.1186/s11671-018-2532-3.
X. Zhang, W. Lan, J. Xu, Y. Luo, J. Pan, C. Liao, … X. Huang, Sensors and Actuators, B: Chemical 289, 144 (2019); https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.03.090.
M.T. Baei, M.B. Tabar, & S. Hashemian, Adsorption Science and Technology 31(5), 469 (2013); https://doi.org/10.1260/0263-6174.31.5.469.
S. Khan, M.A. Gilani, S. Munsif, S. Muhammad, R. Ludwig, & K. Ayub, Journal of Molecular Graphics and Modelling 106 (April), 107935 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2021.107935.
H.R. Ghenaatian, M.T. Baei, & S. Hashemian, Superlattices and Microstructures 58, 198 (2013); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2013.03.006.
J. Beheshtian, Z. Bagheri, M. Kamfiroozi, & A. Ahmadi, Journal of Molecular Modeling 18(6), 2653 (2012); https://doi.org/10.1007/s00894-011-1286-y.
A. Shokuhi Rad, & K. Ayub, Journal of Alloys and Compounds 672, 161 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.02.139.
E.F. Archibong, R.M. Gregorius, & S.A. Alexander, Chemical Physics Letters 321(3-4), 253 (2000); https://doi.org/10.1016/S0009-2614(00)00355-9.
A. Shokuhi Rad, S. Ghasemi Ateni, H.A., Tayebi, P. Valipour, & V. Pouralijan Foukolaei, Journal of Sulfur Chemistry 37(6), 622 (2016); https://doi.org/10.1080/17415993.2016.1170834.
A.S. Rad, Applied Surface Science 357(2), 1217 (2015); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.09.168.
M.T. Baei, M. Koohi, & M. Shariati, Journal of Molecular Structure 1159, 118 (2018); https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.01.022.
J. Lv, C. Zhang, S. Wang, M. Li, & W. Guo, Analyst 146(2), 605 (2021); https://doi.org/10.1039/d0an01383h.
H. Wu, X. Fan, & J.L. Kuo, International Journal of Hydrogen Energy 37(19), 14336 (2012); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.07.081.
M. Pandurangan, & D.H. Kim, Saudi Journal of Biological Sciences 22(6), 679 (2015). https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2015.03.013.
J. Zhang, H. Lu, L. Zhang, D. Leng, Y. Zhang, W. Wang, … C. Wang, Sensors and Actuators, B: Chemical, 291(April), 458 (2019); https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.04.058.
M.T. Baei, M.B. Tabar, & S. Hashemian, Adsorption Science and Technology 31(5), 469 (2013); https://doi.org/10.1260/0263-6174.31.5.469.
M. Ghorbanzadeh Ahangari, & A. Hamed Mashhadzadeh, International Journal of Hydrogen Energy 45(11), 6745 (2020); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.12.106.
Z. Al-Sawaff, S. Dalgic Senturk, & F. Kandemirli, European Journal of Chemistry 12(3), 314 (2021); https://doi.org/10.5155/eurjchem.12.3.314-322.2143.
Merve Şenğül ALPATER, Zaid H. AL-SAWAFF, & Fatma KANDEMİRLİ. (2021). Theoretical study of gallium nitride nanocage as a carrier for Cisplatin anticancer drug. Global Journal of Engineering and Technology Advances, 9(3), 077–085. https://doi.org/10.30574/gjeta.2021.9.3.0166.
R. Ahmadi, & M. Ebrahimikia, Physical Chemistry Research 5(4), 617 (2017); https://doi.org/10.22036/pcr.2017.70859.1337.
P. Lakshmi Praveen, & D.P. Ojha, Phase Transitions 87(5), 515 (2014); https://doi.org/10.1080/01411594.2013.852195.
A. Maleki, Structural Chemistry (0123456789), (2021); https://doi.org/10.1007/s11224-021-01842-7.
P.L. Praveen, & D.P. Ojha, Journal of Molecular Liquids 194, 8 (2014); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2014.01.002.
P.L. Praveen, D.S. Ramakrishna, & D.P. Ojha, Molecular Crystals and Liquid Crystals 643(1), 76 (2017); https://doi.org/10.1080/15421406.2016.1262702.
P.L. Praveen, & D.P. Ojha, Journal of Molecular Modeling 18(4), 1513 (2012); https://doi.org/10.1007/s00894-011-1171-8.
H. Farrokhpour, H. Jouypazadeh, & S. Vakili Sohroforouzani, Molecular Physics 118(4), 1 (2020); https://doi.org/10.1080/00268976.2019.1626506.
R.F.W. Bader, Atoms in molecules. Acc. Chem. Res 18, 9 (1985); https://doi.org/10.1021/ar00109a003.
T. Lu, & F. Chen, Journal of Computational Chemistry 33(5), 580 (2012); https://doi.org/10.1002/jcc.22885.
W. Thomas, C. Kelley, 1 gnuplot (2004).
W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten, J. Mol. Graph. 14, 33 (1996).
Z. Al-sawaff, H. Sayıner, F. Kandemi̇rli̇, Retrieved from (2020). https://dergipark.org.tr/en/pub/jauist/issue/55760/739466.
J. Beheshtian, Z. Bagheri, M. Kamfiroozi, & A. Ahmadi, Journal of Molecular Modeling 18(6), 2653 (2012); https://doi.org/10.1007/s00894-011-1286-y.
H.S. Sayiner, F. Kandemirli, S. Senturk Dalgic, M. Monajjemi, F. Mollaamin, J. Mol. Model. 28,11 (2022).
https://doi.org/10.1007/s00894-021-04948-1
D. Cremer and E. Kraka, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 23, 627 (1984).
E. Espinosa, I. Alkorta, J. Elguero and E. Molins, J. Chem. Phys. 117, 5529 (2002).
Abhishek Shahi and Elangannan Arunan, Phys. Chem. Chem. Phys, 16, 22935 (2014); https://doi:10.1039/c4cp02585g.
P. Sathishkumar, Z. Li, R. Govindan et al, Appl. Surf. Sci, 536, 147741 (2021); https://doi:10.1016/j.apsusc.2020.147741.
A.S. Rad, P. Valipour, A. Gholizade, & S.E. Mousavinezhad, Chemical Physics Letters 639, 29 (2015); https://doi.org/10.1016/j.cplett.2015.08.062.
L. Chen, W. Feng, J. Fan, K. Zhang, & Z. Gu, Science of the Total Environment 711, 135155 (2020); https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135155.
A.S. Rad, & K. Ayub, Journal of Alloys and Compounds 678, 317 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.175.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
