Insights into the coordination chemistry of antineoplastic doxorubicin with 3d-transition metal ions Zn2+, Cu2+, and VO2+: a study using well-calibrated thermodynamic cycles and chemical interaction quantum chemistry models

溶剂化 化学 分子内力 化学稳定性 计算化学 超分子化学 配位复合体 离子 吉布斯自由能 水溶液中的金属离子 过渡金属 化学物理 分子 热力学 金属 有机化学 物理 催化作用
作者
Julieta Reyna-Luna,Luis Soriano‐Agueda,Christian Jardínez,Marco Franco‐Pérez
出处
期刊:Journal of Computer-aided Molecular Design [Springer Science+Business Media]
卷期号:37 (7): 279-299
标识
DOI:10.1007/s10822-023-00506-4
摘要

We present a computational strategy based on thermodynamic cycles to predict and describe the chemical equilibrium between the 3d-transition metal ions Zn2+, Cu2+, and VO2+ and the widely used antineoplastic drug doxorubicin. Our method involves benchmarking a theoretical protocol to compute gas-phase quantities using DLPNO Coupled-Cluster calculations as reference, followed by estimating solvation contributions to the reaction Gibbs free energies using both explicit partial (micro)solvation steps for charged solutes and neutral coordination complexes, as well as a continuum solvation procedure for all solutes involved in the complexation process. We rationalized the stability of these doxorubicin-metal complexes by inspecting quantities obtained from the topology of their electron densities, particularly the bond critical points and non-covalent interaction index. Our approach allowed us to identify representative species in solution phase, infer the most likely complexation process for each case, and identify key intramolecular interactions involved in the stability of these compounds. To the best of our knowledge, this is the first study reporting thermodynamic constants for the complexation of doxorubicin with transition metal ions. Unlike other methods, our procedure is computationally affordable for medium-sized systems and provides valuable insights even with limited experimental data. Furthermore, it can be extended to describe the complexation process between 3d-transition metal ions and other bioactive ligands.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhou完成签到,获得积分10
1秒前
不知道叫什么完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
Seven完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
scalar完成签到 ,获得积分10
4秒前
耀学菜菜发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI2S应助马金华采纳,获得10
5秒前
zena92驳回了Owen应助
5秒前
坚强白柏完成签到,获得积分10
5秒前
duzhi发布了新的文献求助10
5秒前
whisper发布了新的文献求助10
6秒前
脑洞疼应助amo采纳,获得10
6秒前
6秒前
Owen应助QIQI采纳,获得10
6秒前
waaliyh完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
晓晓完成签到,获得积分10
7秒前
黄毅发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.1应助chen采纳,获得10
8秒前
8秒前
SZHGYMC完成签到,获得积分10
9秒前
nibaba完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
一只肥牛完成签到,获得积分10
10秒前
禾研发布了新的文献求助30
10秒前
执着的文轩完成签到,获得积分10
11秒前
April完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
完美世界应助湫殇采纳,获得10
12秒前
打打应助ghj采纳,获得10
12秒前
酷波er应助犹豫路灯采纳,获得10
13秒前
青丝完成签到,获得积分10
14秒前
liu发布了新的文献求助30
14秒前
星辰大海应助77大王采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6519803
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8312809
关于积分的说明 17777146
捐赠科研通 5621918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926876
邀请新用户注册赠送积分活动 1903761
关于科研通互助平台的介绍 1764268