Rationally designed peptides with interfacial activity: a molecular dynamics study at the decane-water interface (2021)
Los biosurfactantes son moléculas con actividad interfacial procedentes de fuentes naturales que tienen una creciente demanda mundial, ya que han demostrado potencial para convertirse en sustitutos de varias aplicaciones en las que dominan sus homólogos petroquímicos. Tienen un comportamiento interfacial similar en un amplio rango de temperaturas, presiones y pH, y su liberación al medio ambiente tiene un impacto mínimo. Sin embargo, su producción aún no es económicamente competitiva y diferentes esfuerzos han sido realizados para mitigar este inconveniente. En este trabajo se evaluó la actividad interfacial de dos péptidos diseñados racionalmente (Surf-UAC1, Surf-UAC2) mediante simulaciones de dinámica molecular. Se verificaron sus estabilidades, perfiles de densidad, energías de interacción, curvas promedio de IFT, conformaciones y orientaciones en la interfaz decano-agua. Ambos péptidos se diseñaron in-silico, basándose en las polaridades y propiedades de los aminoácidos para facilitar su posterior producción y purificación a nivel macroscópico. Se propuso una nueva metodología de simulación con el campo de fuerzas OPLS-AA para evaluar la actividad interfacial de dichas moléculas. Los resultados muestran que esta metodología proporciona datos precisos de tensión interfacial. A bajas concentraciones, los péptidos se adsorben aleatoriamente en la interfaz líquido-líquido. A medida que aumenta la concentración, la interfaz se satura y se forma un agregado de péptidos con forma irregular. Este comportamiento sugiere que, tras la saturación de la interfase, existe una barrera de adsorción que se atribuye al gran tamaño de los péptidos. Se observa el fenómeno de reorganización de los péptidos en la interfaz. Estos resultados se asemejan a los de otros sistemas de origen petroquímico. La comprensión molecular adquirida proporcionará información valiosa para rediseñar los péptidos buscando características específicas en función de la aplicación industrial.