zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2026Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕSPECTROSCOPY IN BIOLOGY AND MEDICINEКвантово-химическое моделирование трехкомпонентной системы карбоплатин–аминолевулиновая кислота–фуллеренолQuantum-Chemical Modeling of a Ternary System Carboplatin–Aminolevulinic Acid-FullerenolДикусарЕ. А.DikusarE. A.

Минск

Minsk

dikusar@ifoch.bas-net.byПушкарчукА. Л.PushkarchukA. L.

Минск

Minsk

АкишинаЕ. А.AkishinaE. A.

Минск

Minsk

БезъязычнаяТ. В.BezyazychnayaT. V.

Минск

Minsk

СолдатовА. Г.SoldatovA. G.

Минск

Minsk

КутеньС. А.KutsenS. A.

Минск

Minsk

ЕрмакД. В.ErmakD. V.

Минск

Minsk

ПивоварчикТ. С.PivovarchikT. S.

Минск

Minsk

МигасД. Б.MigasD. B.

Минск

Minsk

НизовцевА. П.NizovtsevA. P.

Минск

Minsk

КилинС. Я.KilinS. Ya.

Минск

Minsk

ПоткинВ. И.PotkinV. I.

Минск

Minsk

Институт физико-органической химии НАН БеларусиInstitute of Physical-Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of BelarusНаучно-практический центр по материаловедению НАН БеларусиScientific and Practical Center for Materials Science of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут ядерных проблем БГУInstitute of Nuclear Problems of Belarusian State UniversityБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsИнститут физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202526112025926777783Copyright © Дикусар Е.А., Пушкарчук А.Л., Акишина Е.А., Безъязычная Т.В., Солдатов А.Г., Кутень С.А., Ермак Д.В., Пивоварчик Т.С., Мигас Д.Б., Низовцев А.П., Килин С.Я., Поткин В.И., 20252025Дикусар Е.А., Пушкарчук А.Л., Акишина Е.А., Безъязычная Т.В., Солдатов А.Г., Кутень С.А., Ермак Д.В., Пивоварчик Т.С., Мигас Д.Б., Низовцев А.П., Килин С.Я., Поткин В.И.Dikusar E.A., Pushkarchuk A.L., Akishina E.A., Bezyazychnaya T.V., Soldatov A.G., Kutsen S.A., Ermak D.V., Pivovarchik T.S., Migas D.B., Nizovtsev A.P., Kilin S.Y., Potkin V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2026

Методом квантово-химического моделирования с уровнем теории Хартри-Фока HF-3c/MINIS/def2-SV(P)/ECP(Pt), учитывающим межмолекулярное взаимодействие, с использованием программного пакета ORCA 5.03 изучено электронное строение и энергия связывания аддуктов карбоплатина, аминолевулиновой кислоты и фуллеренола и их трехкомпонентных систем, как построенных с помощью водородных связей, так и биоконъюгатов, построенных посредством сложноэфирных ковалентных функциональных групп. Путем анализа полных энергий систем и расчетных диаграмм энергий высших занятых и нижних вакантных молекулярных орбиталей исходных компонентов и образуемых ими молекулярных ансамблей сделаны выводы о наиболее вероятных по устойчивости их сочетаниях. Выявлены особенности синергетических эффектов и намечены перспективы использования трехкомпонентной системы карбоплатин–аминолевулиновая кислота–фуллеренол С60(OH)24 при проведении химиотерапии в онкологической практике.

Using the HF-3c/MINIS/def2-SV(P)/ECP(Pt) quantum chemical modeling method, taking into account intermolecular interactions and the ORCA 5.03 software package, the electronic structure and binding energy of carboplatin, aminolevulinic acid, and fullerenol adducts and their ternary systems, both hydrogen-bonded and ester-bonded bioconjugates, were studied. Analysis of the total energies of the systems and calculated energy diagrams of the highest occupied and lowest unoccupied molecular orbitals of both the starting components and the molecular assemblies they form allowed conclusions to be drawn regarding the most likely stable combinations. The synergistic effects of the three-component system carboplatin–aminolevulinic acid–fullerenol C60(OH)24 were identified, and potential applications for chemotherapy in oncology were outlined.

карбоплатинаминолевулиновая кислотафуллеренолводородная связьсложноэфирная связьквантово-химическое моделированиедиаграммы энергий высших занятых и нижних вакантных молекулярных орбиталейтрехкомпонентная системааддуктмолекулярный ансамбльсинергизмхимиотерапияcarboplatinaminolevulinic acidfullerenolhydrogen bondester bondquantum chemical modelinghighest occupied and lowest unoccupied molecular orbital energy diagramsthree-component systemadductmolecular assemblysynergismchemotherapyРабота выполнена в рамках проекта ГПНИ “Конвергенция-2025”.ReferencesЕ. А. Дикусар, А. Л. Пушкарчук, Е. А. Акишина, А. Г. Солдатов, С. А. Кутень, Д. В. Ермак, Т. С. Пивоварчик, Д. Б. Мигас, А. П. Низовцев, С. Я. Килин, В. А. Кульчицкий, Г. К. Мукушева, М. Р. Алиева, H. Zhou, В. И. Поткин. Журн. прикл. спектр., 92, № 1 (2025) 5—12E. A. Dikusar, A. L. Pushkarchuk, E. A. Akishina, A. G. Soldatov, S. A. Kuten, D. V. Ermak, T. S. Pivovarchik, D. B. Migas, A. P. Nizovtsev, S. Ya. Kilin, V. A. Kulchitskiy, G. K. Mukusheva, M. R. Aliyeva, H. Zhou, V. I. Potkin. J. Appl. Spectr., 92 (2025) 1–7]А. Л. Пушкарчук, Т. В. Безъязычная, В. И. Поткин, Е. А. Дикусар, А. Г. Солдатов, С. Я. Килин, А. П. Низовцев, С. А. Кутень, Д. В. Ермак, Т. С. Пивоварчик, Д. Б. Мигас, В. А. Кульчицкий. Докл. БГУИР, 23, № 1 (2025) 14—20А. Л. Пушкарчук, Т. В. Безъязычная, В. И. Поткин, Е. А. Дикусар, А. Г. Солдатов, С. Я. Килин, А. П. Низовцев, С. А. Кутень, Д. В. Ермак, Т. С. Пивоварчик, Д. Б. Мигас, В. А. Кульчицкий. Докл. БГУИР, 23, № 1 (2025) 14—20Е. А. Дикусар, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков. Химия растит. сырья, № 3 (2014) 61—84Е. А. Дикусар, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков. Химия растит. сырья, № 3 (2014) 61—84Е. А. Дикусар, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. Г. Стёпин. Вестн. фармации, 66, № 4 (2014) 100—108Е. А. Дикусар, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. Г. Стёпин. Вестн. фармации, 66, № 4 (2014) 100—108А. Б. Узденский. Клеточно-молекулярные механизмы фотодинамической терапии, Санкт-Петербург, Наука (2010)А. Б. Узденский. Клеточно-молекулярные механизмы фотодинамической терапии, Санкт-Петербург, Наука (2010)Д. А. Церковский, А Н. Мазуренко, Т. П. Артемьева, Л. В. Науменко, Е. П. Жиляева, Т. М. Литвинова. Онколог. журн., 18 (2024) 121—131Д. А. Церковский, А Н. Мазуренко, Т. П. Артемьева, Л. В. Науменко, Е. П. Жиляева, Т. М. Литвинова. Онколог. журн., 18 (2024) 121—131R. Sure, S. Grimme. J. Comp. Chem., 34 (2013) 1672—1685, https://doi.org/10.1002/jcc.23317R. Sure, S. Grimme. J. Comp. Chem., 34 (2013) 1672—1685, https://doi.org/10.1002/jcc.23317F. Neese. Comp. Mol. Sci., 12 (2022) 1—15, https://doi.org/10.1002/wcms.1606F. Neese. Comp. Mol. Sci., 12 (2022) 1—15, https://doi.org/10.1002/wcms.1606J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi. Chem. Rev., 105 (2005) 2999—3094, https://doi.org/10.1021/cr9904009J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi. Chem. Rev., 105 (2005) 2999—3094, https://doi.org/10.1021/cr9904009Ф. Даниэльс, Р. Олберти. Физическая химия, Москва, Мир (1978)Ф. Даниэльс, Р. Олберти. Физическая химия, Москва, Мир (1978)K. Fukui, T. Yonezawa, H. Shingu. J. Chem. Phys., 20, N 4 (1952) 722—725, https://doi.org/10.1063/1.1700523K. Fukui, T. Yonezawa, H. Shingu. J. Chem. Phys., 20, N 4 (1952) 722—725, https://doi.org/10.1063/1.1700523Е. А. Дикусар, Е. А. Акишина, Н. А. Жуковская, И. А. Колесник, Е. Н. Маргун, С. С. Ковальская, Д. И. Меньшикова, К. А. Алексеева, И. И. Концевая, В. И. Поткин. Весцi НАН Б. Сер. хiм. навук, 61, N 2 (2025) 126—140Е. А. Дикусар, Е. А. Акишина, Н. А. Жуковская, И. А. Колесник, Е. Н. Маргун, С. С. Ковальская, Д. И. Меньшикова, К. А. Алексеева, И. И. Концевая, В. И. Поткин. Весцi НАН Б. Сер. хiм. навук, 61, N 2 (2025) 126—140Е. В. Воробьева, Е. А. Дикусар. Полимерные материалы и технологии, 11, № 1 (2025) 45—52Е. В. Воробьева, Е. А. Дикусар. Полимерные материалы и технологии, 11, № 1 (2025) 45—52Е. А. Дикусар, Е. А. Акишина, И. А. Колесник, Е. Н. Маргун, С. Г. Стёпин, Г. К. Мукушева, А. Р. Жасымбекова, Н. Н. Тойгамбекова, М. С. Нурмаганбетова, Р. Б. Сейдахметова, В. И. Поткин. Вестн. фармации, № 2 (104) (20214) 67—74Е. А. Дикусар, Е. А. Акишина, И. А. Колесник, Е. Н. Маргун, С. Г. Стёпин, Г. К. Мукушева, А. Р. Жасымбекова, Н. Н. Тойгамбекова, М. С. Нурмаганбетова, Р. Б. Сейдахметова, В. И. Поткин. Вестн. фармации, № 2 (104) (20214) 67—74

The authors declare that there are no conflicts of interest present.