Računarski generisani molekulski deskriptori kao proxi-ji za modelovanje materijala i njihovog uticaja na okolinu

Apstrakt

Za predviđanje osobina materijala i njihove interakcije sa okolinom, treba poznavati njihove osobine. Obično se osobine molekula otkrivaju eksperimentalnim merenjima. To može biti mukotrpan dugotrajan i skup posao. Sa druge strane, računarska hemija lako daje veliki broj podataka koji mogu da obezbede različite deskriptore molekula. To mogu biti razne merljive veličine (dužine i uglovi veza, dipolni momenti, i sl...), ali i nemerljive osobine (parcijalna atomska naelektrisanja, elektronegativnost, razne latentne varijable ....). Postoji velika potreba za razvijanjem pouzdanih i ekonomičnih načina za skrininge kojima se predskazuje potencijalna otrovnost i opterećenje životne okoline raznim hemikalijama. Jednako važan je i dizajn bezbednijih alternativa. Metode molekulskog modelovanja nude jedan od nekoliko komplementarnih pristupa za procenu rizika za zdravlje ljudi i životne sredine kao posledicu izlaganja hemikalijama u okolišu. Ovim postupcima se može neprekidno vršiti procena opasnosti simuliranjem mogućih načina delovanja, a obezbeđivanje virtualnog skrininga može pomoći u određivanju prioriteta kod bio-eseja. Ukrajanjem ovih strategija u određene izazove interakcija hemikalija i životne sredine može iste učiniti efikasnijima. Napredak u računarskoj hemiji i molekulskoj toksikologiji postignut poslednjih decenija dozvoljava razvoj prediktivnih modela za racionalni dizajn molekula sa umanjenim potencijalom otrovnosti za ljude ili za životnu sredinu. Kao primer predstavljamo novu metodologiju za računarsko procenjivanje pKa vrednosti različitih organskih baza na osnovu izračunavanja parcijalnih atomskih naelektrisanja prostim semiempirijskim QM metodom.