Quantum-Chemical Modeling of a Ternary System Carboplatin–Aminolevulinic Acid-Fullerenol

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.

1. E. 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]

2. 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—20

3. Е. А. Дикусар, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков. Химия растит. сырья, № 3 (2014) 61—84

4. Е. А. Дикусар, С. К. Петкевич, Д. А. Рудаков, В. И. Поткин, Н. Г. Козлов, С. Г. Стёпин. Вестн. фармации, 66, № 4 (2014) 100—108

5. А. Б. Узденский. Клеточно-молекулярные механизмы фотодинамической терапии, Санкт-Петербург, Наука (2010)

6. Д. А. Церковский, А Н. Мазуренко, Т. П. Артемьева, Л. В. Науменко, Е. П. Жиляева, Т. М. Литвинова. Онколог. журн., 18 (2024) 121—131

7. R. Sure, S. Grimme. J. Comp. Chem., 34 (2013) 1672—1685, https://doi.org/10.1002/jcc.23317

8. F. Neese. Comp. Mol. Sci., 12 (2022) 1—15, https://doi.org/10.1002/wcms.1606

9. J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi. Chem. Rev., 105 (2005) 2999—3094, https://doi.org/10.1021/cr9904009

10. Ф. Даниэльс, Р. Олберти. Физическая химия, Москва, Мир (1978)

11. K. Fukui, T. Yonezawa, H. Shingu. J. Chem. Phys., 20, N 4 (1952) 722—725, https://doi.org/10.1063/1.1700523

12. Е. 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—140

13. Е. В. Воробьева, Е. А. Дикусар. Полимерные материалы и технологии, 11, № 1 (2025) 45—52

14. Е. 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