dc.description.abstract | Desde su surgimiento unos quince años atrás, el método de descomposición de la
energía de átomos cuánticos interaccionantes (IQA) ha demostrado ser un útil descriptor
del enlace químico. Sin embargo, la aplicación de dicho método libre de referencias e
invariante orbital se ha visto fuertemente impedida por su alto coste computacional, así
como la ausencia de la matriz densidad reducida de segundo orden en varios métodos
de cálculo de la estructura electrónica muy populares. Estos problemas, no obstante,
han comenzado a ser recientemente solucionados, abriendo nuevas puertas para la
aplicación de este genuino método a campos que hasta la fecha esperaban a ser
explorados.
Siguiendo esta línea, la presente tesis doctoral pretende sentar las bases para una futura
aplicación sistemática, a la par que consistente, de IQA en bioquímica computacional
utilizando los métodos tanto de Hartree-Fock (HF) como la teoría del funcional de la
densidad (DFT). En este sentido, se presenta en primer lugar un estudio sobre la
efectividad de la descomposición IQA de las energías DFT siguiendo la implementación
basada en la técnica de escalado desarrollada en la Universidad de Oviedo. Por otra
parte, se comprueba el desempeño de la metodología combinada IQA-D3 (dentro de un
marco HF-D3 que permite el tratamiento separado de la dispersión) en la descripción de
diversos compuestos y con diferentes aplicaciones. Además, su variante de fragmentos
cuánticos interaccionantes (IQF) se muestra como una alternativa atractiva desde el
punto de vista químico al complicado análisis atómico al que uno se enfrenta cuando el
número de átomos comienza a ser sustancial. Este análisis grupal, que proporciona
contribuciones energéticas asociadas a grupos funcionales o fragmentos moleculares
más generales, se pone a prueba en la determinación de los efectos que subyacen bajo
las preferencias conformacionales de sistemas que contienen flúor, prestando especial
atención al llamado efecto gauche del flúor. Pero la conformación y la actividad de las
biomoléculas está muy influida por el entorno que las rodea, pudiendo contribuir
decisivamente a la preferente disposición espacial de una gran macromolécula y
determinar su actividad. Por este motivo, y como un primer paso hacia descripciones
más sofisticadas, se presenta una primera incorporación de las contribuciones del
disolvente a las energías atómicas y grupales IQA a partir de un modelo electrostático de
disolvente continuo: COSMO. Las energías IQA-COSMO permiten diseccionar la
contribución electrostática a la energía de solvatación en componentes atómicas y de
fragmento, observándose una adecuada correspondencia entre los átomos/grupos
funcionales seleccionados y el valor de sus respectivas energías de solvatación. | spa |