Empleo de la química computacional en el estudio del comportamiento de receptores sintéticos y biológicos frente a moléculas biológicamente activas

Abstract

[Resumo] A química computacional, que utiliza conceptos e modelos teóricos provintes da física clásica e da mecánica cuántica incorporados a un software de cálculo, é un dos campos que máis evolucionou nas últimas décadas. A rápida evolución dos hardware e dos software, así como a multitude de aplicacións que presenta a química computacional, fixeron que, hoxe en día, sexa un recurso indispensable en áreas tan diversas como o descubrimento de fármacos ou o deseño de materiais. Esta tese doutoral baséase no estudo de receptores, tanto sintéticos como biolóxicos, mediante técnicas de computación de alto rendemento. Desta forma, realízase tanto o deseño como a posterior análise do comportamento de polímeros de impresión molecular (MIPs), que se empregan como material adsorbente selectivo cara determinadas moléculas de interese polas súas características bioactivas. Do mesmo xeito, realízase o estudo do comportamento de diversos enzimas presentes no corpo humano como proteínas diana fronte a moléculas e péptidos, o que nos permite predicir computacionalmente a bioactividade destes ligandos.

[Resumen] La química computacional, que utiliza conceptos y modelos teóricos provenientes de la física clásica y la mecánica cuántica incorporados a un software de cálculo, es uno de los campos que más ha evolucionado en las últimas décadas. La rápida evolución de los hardware y los software, así como la multitud aplicaciones que presenta la química computacional, han hecho que, hoy en día, sea un recurso indispensable en áreas tan diversas como el descubrimiento de fármacos o el diseño de materiales. Esta tesis doctoral se basa en el estudio de receptores, tanto sintéticos como biológicos, mediante técnicas de computación de alto rendimiento. De esta forma se realiza tanto el diseño como el análisis posterior del comportamiento de polímeros de impresión molecular (MIPs), que se emplean como material adsorbente selectivo hacia determinadas moléculas de interés por sus características bioactivas. Del mismo modo, se realiza un estudio del comportamiento de diversas enzimas presentes en el cuerpo humano como proteínas diana frente a moléculas y péptidos, lo que nos permite predecir computacionalmente la bioactividad de estos ligandos.

[Abstract] Computational chemistry, which uses concepts and theoretical models from classical physics and quantum mechanics incorporated into software, is one of the fields with greater evolution during the last decades. The rapid evolution of hardware and software, as well as the multitude of fields where computational chemistry can be applied, have made it an indispensable resource in areas as diverse as drug discovery or materials design. This doctoral thesis is based on the study of receptors, both synthetic and biological, using high-performance computing techniques. In this way, both the design and the subsequent analysis of the behaviour of molecular imprinting polymers (MIPs), which are used as selective adsorbent material towards certain molecules of interest due to their bioactive characteristics, are carried out. Furthermore, a behavioural study of several enzymes present in the human body as target proteins against molecules and peptides, is performed, allowing to predict the bioactivity of these ligands in a computational way.