Funciones de cottorno para árboles como medida e similitud entre campos escalaares moleculares. un estudo de similitud molecular / Contour tree fucctions over molcular scalar fields representations. a moleculaar similarity study / Funções de conorrno de árvore em representaçõe de campos escalares molecularees. um estudo de similaridade molecular

En este trabajo se implementó una función de contorno de un árbol para establecer medidas de similitud molecular. El estudio se realizó con 73 moléculas orgánicas divididas en 8 grupos funcionales optimizadas con un nivel de teoría DFT//B3LYP/6-31G(d,p) a las cuales se les calculó el Potencial Electrostático Molecular y el Laplaciano de la Densidad Electrónica en una rejilla tridimensional. A partir de los valores de estas propiedades, caracterizando y codificando según su topología, se generaron grafos (árboles) que se compararon a través de la función propuesta. La caracterización y clasificación de las moléculas orgánicas con el Potencial Electrostático Molecular muestra una separación correspondiente a moléculas que en su estructura poseen heteroátomos con funciones químicas por lo menos estructuralmente similares, y con el Laplaciano de la Densidad Electrónica se obtuvo como resultado una clasificación acorde con el número de pares de electrones libres asociados a los heteroátomos en las moléculas y a la naturaleza de los átomos que los aportan. Lo anterior evidencia que las funciones de contorno de árbol propuestas en el estudio son una alternativa rápida para clasificar a grosso modo moléculas orgánicas.

In this job, Contour Tree Functions were implemented to establish molecular similarity measures. The study was carried by using 73 organic molecules, divided in 8 functional groups and optimized at theory level DFT//B3LYP/6-31G(d,p). The molecular electrostatic potential and the Laplacian of the electron density in a 3D grid for each one were calculated. From the values of these properties, characterizing and encoding the topology, we generated graphs (trees) that are compared with the proposed function. The characterization and classification of the organic molecules with the molecular electrostatic potential show a separation corresponding to molecules that have heteroatoms in their structure with at least similar chemical functions; with the Laplacian of the electron density we achieved a classification according to the number of free pairs of electrons associated to the heteroatoms in the molecules and to the nature provided by the heteroatoms. This is evidence that Contour Tree Functions proposed in this study are a quick alternative to broadly classify organic molecules.

Neste trabalho, funções de contorno de árvore foram implementadas para estabelecer medidas de similaridade molecular. O estudo foi conduzido com 73 moléculas orgânicas, divididas em 8 grupos funcionais, otimizadas com nível de teoria DFT//B3LYP/6-31G (d,p) para que eles calculassem o potencial eletrostático molecular e o Laplaciano da densidade de elétrons em uma grade tridimensional. A partir dos valores dessas propriedades, caracterização e codificação da topologia, geramos gráficos (árvores) que são comparados com a função proposta. A caracterização e classificação de moléculas orgânicas com potencial eletrostático molecular mostra uma separação correspondente ás moléculas que possuem heteroátomos em sua estrutura com funções químicas, pelo menos, estruturalmente semelhantes. Com o Laplaciano da densidade de elétrons foi obtido como resultado consistente com a classificação do número de pares de elétrons livres associados com heteroátomos nas moléculas e a natureza dos átomos que contribuem. Essa é uma evidência de que as funções de contorno de árvore proposto no estudo são uma alternativa rápida para classificar, grosso modo, moléculas orgânicas.

Specificity in the interaction of non intercalative groove binding ligands with nucleic acids.

This paper presents results of theoretical computations on the interaction energies and geometries for the binding to nucleic acids of a number of representative groove binding non intercalating drugs: netropsin, distamycin A, SN 18071, etc. The computations account for the specificity of binding in all cases and demonstrate that the formation of hydrogen bonds is not necessary neither for binding nor for the preference for the minor groove of AT sequences of B-DNA. It appears that if a relatively good steric fit can be obtained in the minor groove, the interaction will be preferentially stabilized there by the favorable electrostatic potential generated in this groove by the AT sequences. The computation of the interaction energies in free space does not reproduce, however, the order of affinities of the ligands studied and yields too great values of the binding energies. The introduction of the solvent effect, through the computation of the hydration and cavitation effects, confirms the specificity, improves the ordering and brings the values of the energies close to the experimental ones. The theoretical account of the "surprising" effect of netrospin binding to the major groove of the TψC stem of tRNAPhe confirms the decisive significance of the distribution of the molecular electrostatic potential for the selection of the binding site. The inclusion in the computations of the flexibility of DNA enables to predict correctly the main features of the macromolecular deformation upon the binding of the ligand.

Simple theoretical models for biochemical systems, with applications to DNA.

A set oflogically connected models, to study chemical systems ofbiological interest, is presented. The sequence in the set is dictated by a progressive reduction of details with a corresponding enlargement of the field of application. The exposition starts with models suitable for interactions among a finite number of molecules, passes then to models considering also solvent effects and ends with models specialized for DNA containing systems.