Drug repurposing to find inhibitors of SARS-CoV-2 main protease

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the strain of coronavirus that causes coronavirus disease 2019 (COVID-19), the respiratory illness responsible for the COVID-19 pandemic. As of October 2021, with about 6 billion doses of COVID-19 vaccines administered globally, the world is slowly returning back to normality. However, there is still a need for novel therapeutics for people that contracted the disease either because they were not vaccinated or because the vaccine was not effective for them. Drug repurposing is a strategy for identifying new uses for approved drugs that has the advantage, over conventional approaches that attempt to develop a drug from scratch, that the time frame of the overall process can be significantly reduced because of the few number of clinical trials required. In this work, a structure-based virtual screening of FDA-approved drugs was performed for repositioning as potential inhibitors of the main protease Mpro of SARS-CoV-2. 12 drugs were prioritized from the Virtual Screening campaigns as potential inhibitors of the Mpro enzyme. Some of the selected compounds turned out to be antiviral drugs already being tested in COVID-19 clinical trials or used to alleviate symptoms of the disease. Curiously, the most promising candidate is the naturally occurring broad spectrum antibiotic Oxytetracycline (OTC). This drug has largely outperformed the remaining selected candidates along all filtering steps of the virtual screening workflow. The closely related tetracycline-derived drug Doxycycline (DOX) recently has proven to reduce the viral load in Vero cells infected with SARS-CoV-2. Since OTC but not DOX surpassed the more stringent filters in the late stages of our virtual screening pipeline, we suspect that OTC will show even higher antiviral activity than DOX in viral replication experiments.Considering our computational findings together with the proven antiviral properties of DOX, we believe it is worth testing OTC in prospective viral replication studies. We encourage the scientific community working on COVID-19 projects to include this repurposing candidate on their experimental screening pipelines.Fil: Conti, German Andres. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Gómez Chávez, José Leonardo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXI Congreso Argentino de Bioinformática y Biología ComputacionalBuenos AiresArgentinaAsociacion Argentina de Bioinformática y Biología Computaciona

Covalence and π-electron delocalization influence on hydrogen bonds in proton transfer process of o-hydroxy aryl Schiff bases: A combined NMR and QTAIM analysis

Within the framework of the density functional theory approach, we studied the relationship between the chemical nature of intramolecular hydrogen bonds (HBs) and nuclear magnetic resonance (NMR) parameters, J-couplings and 1H-chemical shifts [δ(1H)], of the atoms involved in such bonds in o-hydroxyaryl Schiff bases during the proton transfer process. For the first time, the shape of the dependence of the degree of covalence in HBs on 1J(N-H), 1J(O-H), 2hJ(O-N), and δ(1H) during the proton transfer process in o-hydroxyaryl Schiff bases was analyzed. Parameters obtained from Bader's theory of atoms in molecules were used to assess the dependence of covalent character in HBs with both the NMR properties. The influence of π-electronic delocalization on 2hJ(N-O) under the proton transfer process was investigated. 2hJ(O-N) in a Mannich base was also studied in order to compare the results with an unsaturated system. In addition, substituent effects on the phenolic ring were investigated. Our results indicate that the covalent character of HBs on both sides of the transition state undergoes a smooth exponential increase as the δ(1H) moves downfield. The degree of covalence of the N⋯H (O⋯H) bond increases linearly as 1J(N-H) (1J(O-H)) becomes more negative, even after reaching the transition state. Non-vanishing values of spin dipolar (SD) and paramagnetic spin orbital terms of 2hJ(O-N) show that π-electronic delocalization has a non-negligible effect on tautomeric equilibrium and gives evidence of the presence of the resonance assisted HB.Variation of the SD term of 2hJ(O-N) follows a similar pattern as the change in the para-delocalization aromaticity index of the chelate ring.Fil: Zarycz, Maria Natalia Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Schiel, María Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Enriz, Ricardo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentin

Virtual screening of plants extracts with anti-chagasic activity guided by Omics data

Chagas disease is caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi and their treatment consists in the use of two nitro heterocyclic compounds that both present high toxicity and low effectiveness during the chronic phase.Cymbopogon citratus extracts have been shown to alleviate the chronic phase symptoms of the disease, reducing amastigote nests and inflammatory infiltrates in the heart tissue of infected mice.In this work we used bioinformatics tools to mine public functional genomics databases along with chemoinformatics tools and molecular docking to understand the action mechanism at the molecular level of C. citratus extract in chagasic cardiomyopathy. The GSE41089 dataset from NCBI GEO contains 14154 genes that were processed for analysis. Genes with log Fold Change > 1 and adjusted p-value < 0.05 were considered over-expressed, resulting in 1465 that met the conditions for further analysis.Functional gene enrichment analysis prioritized Gene Ontology terms associated with innate immune response and the most significatives biological pathways affected were those relationed to release of cytokines. Genes in the top-enriched pathways that are known to be affected by the C. citratus ingredients, were selected as potential protein targets, resulting in 6 candidates.Molecular docking of active plant ingredients were performed on the candidate targets to identify potential inhibitors. Promising results were found particularly for one of the candidate targets, Ptgs2 (prostaglandin-endoperoxide synthase 2). Compounds such as Nerolidol, Farnesol and Oleic Acid show quite similar binding modes and comparable anchoring strength than that of the enzyme substrate. The results show that the combination of omics analysis with molecular docking is a promising strategy to understand the action mechanisms of plants extracts against chagas disease. The information obtained will allow us to search for healthier and less harmful treatments against T. cruzi.Fil: Gómez Chávez, José Leonardo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Conti, German Andres. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXI Congreso Argentino de Bioinformática y Biología ComputacionalBuenos AiresArgentinaAsociacion Argentina de Bioinformática y Biología Computaciona

Flap-site Fragment Restores Back Wild-type Behaviour in Resistant Form of HIV Protease

HIV-1 protease (HIV-PR) performs a vital step in the virus life cycle which makes it an excellent target for drug therapy. However, due to the error-prone of HIV reverse transcriptase, mutations in HIV-PR often occur, inducing drug-resistance to inhibitors. Some HIV-PR mutations can make the flaps of the enzyme more flexible thus increasing the flaps opening rate and inhibitor releasing. It has been shown that by targeting novel binding sites on HIV-PR with small molecules, it is possible to alter the equilibrium of flap conformational states. A previous fragment-based crystallographic screen have found two novel binding sites for small fragments in the inhibited, closed form of HIV-PR, termed flap and exo sites. While these experiments were performed in wild type HIV-PR, it still remains to be proven whether these small fragments can stabilize the closed conformation of flaps in resistant forms of the enzyme. Here we performed Molecular Dynamics simulations of wild type and mutant form of HIV-PR bound to inhibitor TL-3. Simulations show that on going from wild type to 6X mutant the equilibrium shifts from closed to semi-open conformation of flaps. However, when fragment Br6 is placed at flap site of mutant form, the enzyme is restored back to closed conformation. This finding supports the hypothesis that allosteric inhibitors, together with active site inhibitors could increase the number of point mutations necessary for appreciable clinical resistance to AIDS therapy.Fil: Luchi, Adriano Martín. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Bogado, María Lucrecia. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Forli, Stefano. Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Olson, Arthur. Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

Combining Charge Density Analysis with Machine Learning Tools To Investigate the Cruzain Inhibition Mechanism

Trypanosoma cruzi, a flagellate protozoan parasite, is responsible for Chagas disease. The parasite major cysteine protease, cruzain (Cz), plays a vital role at every stage of its life cycle and the active-site region of the enzyme, similar to those of other members of the papain superfamily, is well characterized. Taking advantage of structural information available in public databases about Cz bound to known covalent inhibitors, along with their corresponding activity annotations, in this work, we performed a deep analysis of the molecular interactions at the Cz binding cleft, in order to investigate the enzyme inhibition mechanism. Our toolbox for performing this study consisted of the charge density topological analysis of the complexes to extract the molecular interactions and machine learning classification models to relate the interactions with biological activity. More precisely, such a combination was useful for the classification of molecular interactions as "active-like" or "inactive-like" according to whether they are prevalent in the most active or less active complexes, respectively. Further analysis of interactions with the help of unsupervised learning tools also allowed the understanding of how these interactions come into play together to trigger the enzyme into a particular conformational state. Most active inhibitors induce some conformational changes within the enzyme that lead to an overall better fit of the inhibitor into the binding cleft. Curiously, some of these conformational changes can be considered as a hallmark of the substrate recognition event, which means that most active inhibitors are likely recognized by the enzyme as if they were its own substrate so that the catalytic machinery is arranged as if it is about to break the substrate scissile bond. Overall, these results contribute to a better understanding of the enzyme inhibition mechanism. Moreover, the information about main interactions extracted through this work is already being used in our lab to guide docking solutions in ongoing prospective virtual screening campaigns to search for novel noncovalent cruzain inhibitors.Fil: Luchi, Adriano Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Villafañe, Roxana Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Gómez Chávez, José Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Bogado, María Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

The electronic density obtained from a QTAIM analysis used as molecular descriptor. A study performed in a new series of DHFR inhibitors

The results reported here indicate that the electron density obtained from a QTAIM analysis is an excellent descriptor of molecular interactions that stabilize and destabilize the formation of the ligand-receptor (L-R) complex. The study was conducted on a series of 25 compounds that have inhibitory effects on DHFR. Besides the synthesis and bioassays performed for some of these compounds, various types of molecular calculations were performed. Thus, we performed MD simulations, computations at different levels of theory (ab initio and DFT) using reduced models and a QTAIM study on the different complexes. The resulting model has allowed us to differentiate not only highly active compounds with respect to compounds weakly active, but also among compounds that have similar affinities in this series. The model also showed a high degree of predictability which allows predicting the affinity of non-synthesized compounds. Very important additional information can be obtained through this type of study, it is possible to visualize which amino acids are involved in the interactions determining the different affinities of the ligands.Fil: Tosso, Rodrigo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Vettorazzi, Marcela Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Andujar, Sebastian Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Gutierrez, Lucas Joel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Garro Martinez, Juan Ceferino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Suvire, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste; ArgentinaFil: Rodríguez, Ricaurte. Universidad Nacional de Colombia; Colombia. Universidad de Jaén; EspañaFil: Nogueras, Manuel. Universidad de Jaén; EspañaFil: Cobo, Justo. Universidad de Jaén; EspañaFil: Enriz, Ricardo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis; Argentin

Strength and nature of hydrogen bonding interactions in mono- and di-hydrated formamide complexes

In this work, mono- and di-hydrated complexes of the formamide were studied. The calculations were performed at the MP2/6-311++G(d,p) level of approximation. The atoms in molecules theory (AIM), based on the topological properties of the electronic density distribution, was used to characterize the different types of bonds. The analysis of the hydrogen bonds (H-bonds) in the most stable mono- and di-hydrated formamide complexes shows a mutual reinforcement of the interactions, and some of these complexes can be considered as “bifunctional hydrogen bonding hydration complexes”. In addition, we analyzed how the strength and the nature of the interactions, in mono-hydrated complexes, are modified by the presence of a second water molecule in di-hydrated formamide complexes. Structural changes, cooperativity, and electron density redistributions demonstrate that the H-bonds are stronger in the di-hydrated complexes than in the corresponding mono-hydrated complexes, wherein the σ- and π-electron delocalization were found. To explain the nature of such interactions, we carried out the atoms in molecules theory in conjunction with reduced variational space self-consistent field (RVS) decomposition analysis. On the basis of the local Virial theorem, the characteristics of the local electron energy density components at the bond critical points (BCPs) (the 1/4∇ 2ρb component of electron energy density and the kinetic energy density) were analyzed. These parameters were used in conjunction with the electron density and the Laplacian of the electron density to analyze the characteristics of the interactions. The analysis of the interaction energy components for the systems considered indicates that the strengthening of the hydrogen bonds is manifested by an increased contribution of the electrostatic energy component represented by the kinetic energy density at the BCP.Fil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Cs.exactas Naturales y Agrimensura. Departamento de Quimica. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Cs.exactas Naturales y Agrimensura. Departamento de Quimica. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Enlaces de hidrógeno bifuncionales >O...H(H)O...H-C en el complejo tetrahidrofurano-agua: un estudio teórico

In this work the bifunctional hydrogen bond, HB, in THF-H2O complex, in gas phase, is studied within the framework of the Density Functional Theory. The electronic structure calculations were carried out using the B3LYP functional hybrid and the 6-31G** basis set. In order to make in deep form a electronic study about intra and intermolecular interactions involved in the bifunctional HB, the Charge Transfer Analysis on the basis of Natural Bond Orbital, NBO, was carried out in conjunction with the Atoms in Molecules, AIM, theory. Besides to verify the formation of the bifunctional hydrogen bonds in THF-H2O complex, where an only water molecule takes part like hydrogen donor r (Ow-Hw(b)…OTHF) and hydrogen acceptor (C4-H4sa…Ow) in the formation of a proper (strong or moderate strong HB) and another improper hydrogen bond (weak), the cooperative effects between the proper and improper hydrogen bonds, are analyzed. The results show that the principal  characteristic in THF-H2O complex is the redistribution of the charge density over the whole  molecule. In other words, the modifications on the remote parts, (Z), in Z-X-H…Y according to Hobza characteristic of the improper HB, occurs in both proper and improper HB, as a consequence of intramolecular/intermolecular donor-acceptor effects.En este trabajo se estudia el enlace de hidrógeno bifuncional, EHbif, en el complejo THFH2O en fase gaseosa, en el marco de la Teoría del funcional de la densidad. Los cálculos de estructura electrónica se llevaron a cabo utilizando el funcional híbrido B3LYP y el conjunto base 6-31G**. Para realizar un estudio electrónico profundo de las interacciones intra e intermoleculares involucradas en el EH bifuncional, el análisis de transferencia de carga sobre la base de Orbitales Naturales de Enlace, NBO, fue llevado adelante en forma conjunta con la aplicación de la Teoría de Atomos en Molécula, AIM. Además de verificarse la formación del EHbif, donde una única molécula de agua interviene como dadora de hidrógeno (Ow-Hw(b)…OTHF) y aceptora de hidrógeno (C4 -H4sa…Ow) en la formación de un (fuerte o moderadamente fuerte) EH propio y otro (débil) EH impropio, respectivamente, se analizan los efectos cooperativos entre los EHs propios e impropios. Los resultados muestran que la redistribución electrónica sobre la molécula completa es la principal característica del complejo THF-H2O. En otras palabras, las modificaciones en la parte remota (Z), en Z-X-H…Y, que según Hobza caracteriza a los EH impropios, ocurre en ambos EH, propio e impropio, como consecuencia de los efectos donador-aceptor intra e intermoleculares.Fil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Vallejos, Margarita. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; Argentin

Physical meaning of the QTAIM topological parameters in hydrogen bonding

This work examined the local topological parameters of charge density at the hydrogen bond (H-bond) critical points of a set of substituted formamide cyclic dimers and enolic tautomers. The analysis was performed not only on the total electron density of the hydrogen bonded complexes but also on the intermediate electron density differences derived from the Morokuma energy decomposition scheme. Through the connection between these intermediate electron density differences and the corresponding differences in topological parameters, the meaning of topological parameters variation due to hydrogen bonding (H-bonding) becomes evident. Thus, for example, we show in a plausible way that the potential energy density differences at the H-bond critical point properly describe the electrostatics of H-bonding, and local kinetic energy density differences account for the localization/delocalization degree of the electrons at that point. The results also support the idea that the total electronic energy density differences at the H-bond critical point describe the strength of the interaction rather than its covalent character as is commonly considered.Fil: Duarte, Darío Jorge Roberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentin

Análisis Computacional de Extractos Naturales con Actividad Inhibitoria en Venenos de Serpientes del NEA

Un extracto de laurel amarillo, conteniendo derivados glicosilados de quercetina, inhibió la Fosfolipasa A2 (PLA2) del veneno de Bothrops diporus (yarará chica). El objetivo del trabajo fue predecir cómo interaccionan estos flavonoides glicosilados (FGs) con la PLA2 para entender el mecanismo de inhibición. La mayoría de los FGs pueden unirse o a través de quercetina (QD) o del azúcar (SD), solo los FGs de disacáridos explotan ambos sitios simultáneamente.Fil: Gómez Chávez, José Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXIII Simposio Nacional de Química OrgánicaArgentinaSociedad Argentina de Investigación en Química Orgánic