Изучение процессов образования моделей при взаимодействии молекул очистителя и загрязнителя на примере сероводорода и аспарагина

В статье изучаются процессы образования моделей при взаимодействии молекул очистителя и загрязнителя на примере сероводорода и аспарагина, подчеркивается важность компьютерного моделирования в разработке эффективных методов очистки. Молекулярное взаимодействие между аспарагином и сероводородом исследуется с использованием полуэмпирического метода PM3. Целью работы было выявление в структуре аспарагина активных атомов, с которыми могут взаимодействовать молекулы сероводорода, приводя к формированию соединений с достаточной прочностью. Исследования проводились с использованием квантово-химических вычислений оптимизированных по энергии структур отдельных молекул и их взаимодействий. Поиск минимума полной энергии проводился по всем независимым геометрическим параметрам в процессе полной оптимизации геометрии молекулы. Приведены результаты расчетов основных зарядовых, энергетических и геометрических параметров. Представлена схема активных атомов молекулы аспарагина по отношению к сероводороду, полученная на основе проведенных квантово-химических исследований. Использованные правила позволили среди множества смоделированных адсорбционных комплексов выявить реально существующие. Полученные данные предоставляют новые перспективы для понимания последствий этого взаимодействия в контексте медицинских и экологических исследований.

1. В Иркутской области из-за утечки сероводорода пострадали шесть человек. – Текст : электронный. – URL: https://www.rbc.ru/rbcfreenews/5fe1f9af9a79470a5ca566a0 (дата обращения: 10.02.2024).

2. Выбросы сероводорода в Омске превысили норму в 15 раз. – Текст : электронный. – URL: https://newizv.ru/news/2020-07-31/vybrosy-serovodoroda-v-omske-prevysili-normu-v-15-raz-307394 (дата обращения: 10.02.2024).

3. В Нижнем Тагиле был зафиксирован выброс сероводорода. – Текст : электронный. – URL: https://tagilcity.ru/news/2020-06-04/v-nizhnem-tagile-byl-zafiksirovan-vybros-serovodoroda-231893 (дата обращения: 10.02.2024).

4. Быстрова, О. Н. Влияние сероводорода на коррозию углеродистой стали: натурные испытания в резервуарах по очистке сточных нефтепромысловых вод / О. Н. Быстрова // Вестник Казанского технологического университета. – 2017. – № 3. – С. 31–35.

5. Охрана окружающей среды в России. 2022: стат. cб. / Росстат. – Текст : электронный. – 0-92 M., 2022. – 115 с. – URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Ochrana_okruj_sredi_2022.pdf (дата обращения: 10.02.2024).

6. Аспарагин, история возникновения. – Текст : электронный. – URL: http://polyguanidines.ru/a_arginin&asparagin&0.htm (дата обращения: 10.02.2024).

7. Коркина, Ю. С. L-аспарагиназа: новое об известном препарате / Ю. С. Коркина, Т. Т. Валиев // Педиатрическая фармакология. – 2021. – № 3. – С. 227–232.

8. Альмяшева, О. В. Поверхностные явления : учеб. пособие / О. В. Альмяшева, В. В. Гусаров, О. А. Лебедев. – СПб. : Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004. – 28 с.

9. Bagaturyants, A. Multiscale modeling in nanophotonics: Materials and simulations / A. Bagaturyants, M. Vener. – Jenny Stanford Publishing, 2017. – 291 p.

10. Stewart, J. J. P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods / J. J. P. Stewart // J. Comput. Chem. – 1989. – Vol. 10, № 2. – P. 209–220.

11. Жарких, Л. И. Квантово-химическое кластерное моделирование процесса адсорбции сероводорода на поверхности белковой мембраны / Л. И. Жарких // Вестник МГОУ. Сер. химическая. – 2006. – № 9. – С. 56–59.

12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611798 Российская Федерация. Автоматизация расчетов основных энергетических и зарядовых характеристик при моделировании межмолекулярных взаимодействий: опубл. 28.02.2011 / Жарких Л. И. и др.