7th Workshop of Computational Chemistry and Molecular Spectroscopy, entre 19 y 22 de Octubre 2010, en Punta de Tralca, Chile.
El poster del alumno de doctorado Sebastian Miranda, títulado "A Theoretical Insight into Co-C Bond Dissociation Process in Cobalamin-Glutamate Mutase Complex" obtuvo el premio al Mejor en el "7th Workshop of Computational Chemistry and Molecular Spectroscopy", reunión científica cuyo objetivo era dar la oportunidad a los estudiantes de diferentes programas de doctorado de interactuar con reconocidos investigadores en el área de la química computacional y fisicoquímica aplicada a nivel nacional y extranjero.
La actividad desarrollada en Punta de Tralca, entre el 19 y 22 de octubre, tiene entre sus objetivos la formación de lazos de colaboración científica con centros de investigación en el extranjero. Durante la séptima versión de este congreso se discutieron los avances más recientes en las áreas de la mecánica cuántica molecular, física del estado sólido, dinámica molecular de materiales, magnetismo y electrónica molecular, nanofotónica, nanotubos de carbono, nanowires, polímeros funcionales, estructura electrónica e índices de reactividad química, y simulación de proteínas de membrana.
El Dr. Gerald Zapata Torres, director de tesis de pregrado de Sebastián Miranda, nos indicó que "la obtención de este premio en una reunión, donde asisten destacados investigadores de categoría mundial, quienes fueron parte del jurado en este Workshop, pone de manifiesto que el trabajo de tesis que se encuentra desarrollando Sebastián Miranda responde a su excelente formación de pregrado obtenida en la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, donde recibió su título de Químico Farmacéutico y a una sólida formación en el programa de doctorado en Química de esta Facultad".
Destacó que "este premio significa un reconocimiento a su desempeño y tesón como estudiante del programa y un reconocimiento también a la labor que desarrollamos en la Unidad de Grafica Molecular de nuestra Facultad en conjunto con el laboratorio de Química Inorgánica teórica de la Facultad de Ciencias bajo la dirección del Profesor Fernando Mendizabal E.".
Importante investigación
El poster de Sebastián Miranda trata sobre el estudio del cofactor AdoCbl, también conocido como cofactor B12, el cual se caracteriza por tener un enlace organometálico formado por un cobalto y un carbono.
El Dr. Gerald Zapata Torres nos explicó que "Cuando el cofactor se une a la enzima glutamato mutasa es capaz de catalizar una reacción de isomerización que involucra la ruptura de un enlace simple en el sustrato y la formación de uno nuevo para dar lugar al producto, reacción casi imposible de llevar a cabo en un laboratorio químico".
Agrega que "Lo interesante de esta enzima es su capacidad de controlar la formación de intermediarios radicalarios sin la formación de productos secundarios. El primer radical que se forma es debido a la ruptura homolítica del enlace cobalto-carbono el cual da inicio al ciclo catalítico luego de la unión del sustrato.
A pesar de 60 años de investigación activa, el mecanismo mediante el cual se induce la disociación de este enlace en el complejo AdoCbl-enzima-sustrato sigue sin una respuesta concreta. Mediante el estudio de modelos mecánico cuánticos del sistema se logró elucidar un conjunto de variables que nos permitieron integrar gran parte de la información publicada al día de hoy e interpretarla como no se había logrado en el pasado. Como parte de este estudio, se descubrió que la fuerza del enlace cobalto-carbono depende inversamente de la cantidad de carga electrónica transferida desde el carbono al centro metálico.
De esta forma, la naturaleza se las ingenió para promover esta transferencia de carga en el estado fundamental del complejo formado por el cofactor y la enzima, la cual aumenta al momento de que el sustrato se une al sitio catalítico induciendo la ruptura del enlace. La comprensión de este tipo de mecanismos nos puede llevar un paso más adelante en el diseño y síntesis de complejos biomiméticos capaces de catalizar reacciones cada vez más complejas".
En el laboratorio
Respecto del trabajo que realizan en el laboratorio, el Dr. Zapata Torres nos explicó que en la Unidad de gráfica molecular de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas se desarrollan diversas líneas de investigación que se enmarcan en las áreas de la fisicoquímica y biofísica molecular. Estas líneas de investigación comprenden el estudio de los mecanismos moleculares asociados a la activación de subfamilias de los receptores serotoninérgicos y nicotínicos de acetilcolina.
Por otra parte se trabaja en el diseño racional de fármacos, estudios que van desde la simple predicción del modo de unión de fármacos en diversos receptores, junto con el estudio del perfil termodinámico del proceso de unión fármaco-receptor; hasta los cambios conformacionales que son consecuencia de la unión del ligando.
Además se desarrollan modelos teóricos para explicar los mecanismos de catálisis enzimática de sistemas dependientes de cofactores tales como el de MAO y Glutamato Mutasa.
Sebastián Miranda, bajo la dirección del profesor Gerald Zapata-Torres, se desempeña como ayudante de investigación de este laboratorio, estando directamente involucrado en el desarrollo de todas las líneas de investigación antes detalladas.
Sebastián también trabaja en el laboratorio de Química Inorgánica teórica de la Facultad de Ciencias bajo la dirección del Prof. Fernando Mendizabal E., lugar en el cual se lleva a cabo investigación relacionada con estudios teóricos de clusters organometálicos con aplicaciones en catálisis y estudios teóricos de estabilidad de complejos supramoleculares.
Y además trabaja como asistente de investigación del Dr. Mendizábal en una de sus líneas de investigación asociada al desarrollo de modelos computacionales de electrodos de oro modificado con distintos complejos basados en ftalocianinas, junto con el cálculo de la estructura electrónica de estos sistemas y así definir los mecanismos que determinan la capacidad de estos complejos para catalizar la reacción de reducción de oxígeno.
Felicitaciones para Sebastián por su premio y todos los que trabajan con él en estas importantes investigaciones.
Noviembre de 2010
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