Descripción del proyecto
EL ALUMINIO ES EL METAL MAS ABUNDANTE Y EL TERCER ELEMENTO MAS ABUNDANTE EN LA CORTEZA TERRESTRE, A PESAR DE ELLO, EL ALUMINIO NO CUMPLE NINGUNA FUNCION BIOLOGICA EN NINGUNA ESPECIE VIVA, EN EL ULTIMO SIGLO, DEBIDO A LA ACTIVIDAD HUMANA, EL ALUMINIO SE HA CONVERTIDO EN UN METAL MUY BIODISPONIBLE, DE TAL MANERA, QUE ALGUNOS AUTORES HAN DENOMINADO A NUESTRA SOCIEDAD INDUSTRIAL COMO LA ERA DEL ALUMINIO, DESAFORTUNADAMENTE, HAY EVIDENCIAS CRECIENTES DE QUE EL ALUMINIO ESTA DETRAS DE UNA VARIEDAD DE EFECTOS TOXICOS EN SISTEMAS BIOLOGICOS, CON RIESGOS MUY SIGNIFICATIVOS PARA LA SALUD HUMANA, EL ESTUDIO DE LA ESPECIACION DE ALUMINIO ES FUNDAMENTAL PARA ENTENDER LOS EFECTOS QUE ESTE METAL PUEDE CONLLEVAR EN SISTEMAS BIOLOGICOS, SIN EMBARGO, LOS EXPERIMENTOS CON ALUMINIO SE ENFRENTAN A UNA SERIE DE DIFICULTADES EN EL LABORATORIO, Y ADEMAS NECESITAN DE INTERPRETACION, LA QUIMICA COMPUTACIONAL HA GANADO RAPIDAMENTE UN PAPEL MUY RELEVANTE ENTRE LAS DISCIPLINAS QUE ESTUDIAN LOS FENOMENOS QUIMICOS, PORQUE PROVEE DE RESULTADOS DE BAJO-COSTE Y GRAN PRECISION, EVITANDO TAREAS DE LABORATORIO PELIGROSAS Y CONTAMINACION DE LAS MUESTRAS, ESTAS PROPIEDADES DE LA QUIMICA COMPUTACIONAL SON PRECISAMENTE UNA GRAN VENTAJA PARA ESTUDIAR EL ALUMINIO EN ENTORNOS BIOLOGICOS, EN EL PRESENTE PROYECTO, PROPONEMOS UTILIZAR EL PODER DE LA QUIMICA COMPUTACIONAL PARA CARACTERIZAR, ENTENDER Y PREDECIR LAS ESPECIES DE ALUMINIO PRESENTES EN MEDIOS BIOLOGICOS (SUBPROYECTO 1, SP1), IDENTIFICAR POSIBLES MECANISMOS MOLECULARES DE SU TOXICIDAD (SUBPROYECTO 2, SP2), Y PROPONER NUEVOS COMPUESTOS QUELANTES DE ALUMINIO QUE SE PODRIAN UTILIZAR POTENCIALMENTE COMO AGENTES TERAPEUTICOS (SUBPROYECTO 3, SP3),ADEMAS, DESARROLLAREMOS NUEVOS FUNCIONALES EN EL CONTEXTO DE LA TEORIA DE FUNCIONALES DE ORBITALES NATURALES (NOFT, SUBPROYECTO 4, SP4), QUE NOS AYUDARAN A DESCRIBIR LAS ESPECIES RADICALARIAS ORIGINADAS Y ESTABILIZADAS POR LA PRESENCIA DEL METAL ALUMINIO EN MEDIOS BIOLOGICOS, EN ESTE SENTIDO, HAY QUE RESALTAR QUE EN LOS ULTIMOS AÑOS, LAS MEJORAS EN QUIMICA COMPUTACIONAL NOS HAN PERMITIDO LA SIMULACION DE MOLECULAS Y MATERIALES CON UN NUMERO CRECIENTE DE ATOMOS, SIN EMBARGO, LOS METODOS MAS PRECISOS BASADOS EN LA FUNCION DE ONDA DE N-PARTICULAS SON MUY CAROS COMPUTACIONALMENTE Y SU APLICACION RESULTA PROHIBITIVA PARA SISTEMAS GRANDES, COMO ALTERNATIVA, LOS METODOS DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD (DFT), SE HAN POPULARIZADO DEBIDO A SU BAJO COSTE COMPUTACIONAL, UNA POSIBLE MEJORA DE ESTOS METODOS SERIA EL DESARROLLO DE UNA TEORIA FUNCIONAL BASADA EN LA MATRIZ REDUCIDA DE UNA PARTICULA (1-RDM), LLAMADA FUNCIONAL DE ORBITALES NATURALES (NOF) CUANDO SE BASA EN LA EXPANSION ESPECTRAL DE LA MATRIZ 1-RDM, EL GRUPO RECIENTEMENTE HA DESARROLLADO VARIOS FUNCIONALES PROMETEDORES EN ESTA LINEA PARA TRATAR LA ESTABILIDAD DE RADICALES, DESARROLLAREMOS NUEVOS FUNCIONALES MEJORADOS TANTO PARA SISTEMAS DE ESPIN COMPENSADOS COMO NO-COMPENSADOS, ESTOS SERAN DE GRAN UTILIDAD PARA DESCRIBIR LAS INTERACCIONES DEL ALUMINIO CON RADICALES EN EL CONTEXTO DE FENOMENOS DE ESTRES OXIDATIVO, Y PARA LA EVALUACION DE INDICES DE DESLOCALIZACION PARA CARACTERIZAR POSIBLES AGENTES QUELANTES DE ALUMINIO, QUÍMICA COMPUTACIONAL\ALUMINIO\METALES EN BIOLOGÍA\ESTRESS OXIDATIVO\TEORÍA DEL FUNCIONAL DE ORBITALES NATURA