vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2025.3(141).495-505vestnovsu-408Research ArticleФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯCONDENSED MATTER PHYSICSЛизинат и метионат цинка: синтез и расчет ИК спектров методом функционала плотностиZinc lysinate and methionate: synthesis and IR spectrum calculation using the density functional theory methodhttps://orcid.org/0009-0009-1479-8571БеспаловД. В.BespalovD. V.

Беспалов Дмитрий Вячеславович – преподаватель

Омск

Omsk

d.v.bespalov@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9995-5672ГоловановаО. А.GolovanovaO. A.

Голованова Ольга Александровна – доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой

Омск

Omsk

golovanoa2000@mail.ruОмский государственный университет имени Ф. М. ДостоевскогоРоссияDostoevsky Omsk State UniversityRussian Federation20252911202503(141)495505Copyright © Беспалов Д.В., Голованова О.А., 20252025Беспалов Д.В., Голованова О.А.Bespalov D.V., Golovanova O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/408

Научный интерес представляют физико-химические характеристики комплексов цинка, обладающих огромным значением для поддержания биологической активности и вследствие их большего потенциала применения в медицине и биотехнологии. Методами Хартри–Фока и DFT/B3LYP/6-31G (p, d) с учетом поляризации среды посредством модели поляризуемого континуума смоделированы структуры лизината и метионата цинка (II). Расчетные инфракрасные спектры сопоставлены с экспериментальными для уточнения геометрии. Предложены модели строения соединений. Данные о координации Zn (II) с аминокислотами важны для изучения малоисследованных комплексов. Результаты применимы при разработке антимикробных, противоопухолевых препаратов.

Of scientific interest are the physicochemical characteristics of zinc complexes, which are essential for maintaining biological activity and have a great potential for use in medicine and biotechnology due to their unique properties. Using the Hartree–Fock method and DFT/B3LYP/6-31G(p,d) with solvent polarization accounted for via the polarizable continuum model, the structures of zinc (II) lysinate and methionate were modeled. The calculated infrared spectra were compared with experimental data to refine the geometries, and structural models of the compounds were proposed. Data on the coordination of Zn (II) with amino acids are important for the study of little-explored complexes. The results are applicable to the development of antimicrobial and antitumor drugs.

метод функционала плотностицинкаминокислотаИК спектрсинтезdensity ffunctional theory methodzincamino acidIR spectrumsynthesisРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 075-03-2023 «Фундаментальная теория кристаллизации ОМА и физико-химических методов исследования патогенного минералообразования в организме человека с целью профилактики, блокирования патогенов и создания биомиметических систем доставки лекарств»).ReferencesMaret W. Zinc in Cellular Regulation: The Nature and Significance of “Zinc Signals” // International journal of molecular sciences. 2017. 18 (11). 2285. DOI: 10.3390/ijms18112285Maret W. Zinc in Cellular Regulation: The Nature and Significance of “Zinc Signals” // International Journal of Molecular Sciences. 2017. 18 (11). 2285. DOI: 10.3390/ijms18112285Wessels I., Maywald M., Lothar R. Zinc as a gatekeeper of Immune function // Nutrients. 2017. 9 (12). 1286. DOI: 10.3390/nu9121286Wessels I., Maywald M., Lothar R. Zinc as a gatekeeper of immune function // Nutrients. 2017. 9 (12). 1286. DOI: 10.3390/nu9121286Chasapis C. T., Loutsidou A. C., Spiliopoulou C. A., Stefanidou M. E. Zinc and human health: an update // Archives of toxicology. 2012. 86. 521–534. DOI: 10.1007/s00204-011-0775-1Chasapis C. T., Loutsidou A. C., Spiliopoulou C. A., Stefanidou M. E. Zinc and human health: an update // Archives of toxicology. 2012. 86. 521–534. DOI: 10.1007/s00204-011-0775-1Enass W., Shatha O., Abbas A. Biological activities of amino acid derivatives and their complexes a review // Research journal of pharmaceutical biological and chemical sciences. 2019. 10 (2). 1624–1641.Enass W., Shatha O., Abbas A. Biological activities of amino acid derivatives and their complexes a review // Research journal of pharmaceutical biological and chemical sciences. 2019. 10 (2). 1624–1641.Трошина Е. А., Сенюшкина Е. С. Роль цинка в процессах синтеза и метаболизма гормонов щитовидной железы // Клиническая и экспериментальная тиреоидология, 2020. 16 (3). 25–30. DOI: 10.14341/ket12697Troshina E. A., Senyushkina E. S. The role of zinc in the synthesis and metabolism of thyroid hormones // Clinical and experimental thyroidology. 2020. 16 (3). 25– 30. DOI: 10.14341/ket12697 (In Russian).Левчук Л. B., Бородулина Т. В., Санникова Н. Е., Данилова, И. Г. Клиническое значение содержания свободных аминокислот для роста и развития детей // Уральский медицинский журнал. 2017. 149 (5). 11–15.Levchuk L. B., Borodulina T. V., Sannikova N. E., Danilova I. G. The clinical significance of the content of free amino acids for the growth and development of children // Ural medical journal. 2017. 149 (5). 11–15. (In Russian).Karakousi R., Tsami P., Spanoudaki M., Dalgarno S. Blue-emitting 2D- and 3D-Zinc coordination polymers based on schiff-base amino acid ligands // Chemistry. 2023. 5 (3). 1770–1780. DOI: 10.3390/chemistry5030121Karakousi R., Tsami P., Spanoudaki M., Dalgarno S. Blue-emitting 2D- and 3D-Zinc coordination polymers based on schiff-base amino acid ligands // Chemistry. 2023. 5 (3). 1770–1780. DOI: 10.3390/chemistry5030121Zhang. Y., Li X., Li J., Khan Z. H., Ma F., Liu X. A novel zinc complex with antibacterial and antioxidant activity // BMC Chemistry. 2021. 15 (1). 17. DOI: 10.1186/s13065-021-00745-2Zhang Y., Li X., Li J., Khan Z. H., Ma F., Liu X. A novel zinc complex with antibacterial and antioxidant activity // BMC Chemistry. 2021. 15 (1). 17. DOI: 10.1186/s13065-021-00745-2Abendrot M.,Checinska L., Kusz J., Lisowska K., Zawadzka K., Felczak A., Kalinowska-Lis U. Zinc(II) complexes with amino acids for potential use in dermatology: synthesis, crystal structures, and antibacterial activity // Molecules. 2020. 25 (4). 951. DOI: 10.3390/molecules25040951Abendrot M., Checinska L., Kusz J., Lisowska K., Zawadzka K., Felczak A., Kalinowska-Lis U. Zinc(II) Complexes with amino acids for potential use in dermatology: synthesis, crystal structures, and antibacterial activity // Molecules. 2020. 25 (4). 951. DOI: 10.3390/molecules25040951Ahmed E. A., Soliman A. M. M., Ali A. M., El-Remaily M. A. E. A. A. A. Boosting the catalytic performance of zinc linked amino acid complex as an eco-friendly for synthesis of novel pyrimidines in aqueous medium // Applied organometallic chemistry. 2021. 35 (5). e6197. DOI: 10.1002/aoc.6197Ahmed E. A., Soliman A. M. M., Ali A. M., El-Remaily M. A. E. A. A. A. Boosting the catalytic performance of zinc linked amino acid complex as an eco-friendly for synthesis of novel pyrimidines in aqueous medium // Applied organometallic chemistry. 2021. 35 (5). e6197. DOI: 10.1002/aoc.6197Bossowski A., Stozek K., Rydzewska M., Niklinska W., Gasowska M., Polnik D., Szalecki M., Miklosz A., Chabowski A., Reszec J. Expression of zinc transporter 8 in thyroid tissues from patients with immune and non-immune thyroid diseases // Autoimmunity. 2020. 53 (7). 376–384. DOI: 10.1080/08916934.2020.1815194Bossowski A., Stozek K., Rydzewska M., Niklinska W., Gasowska M., Polnik D., Szalecki M., Miklosz A., Chabowski A., Reszec J. Expression of zinc transporter 8 in thyroid tissues from patients with immune and non-immune thyroid diseases // Autoimmunity. 2020. 53 (7). 376–384. DOI: 10.1080/08916934.2020.1815194Mansoor N. B., Jaimin M. P., Dhruv P., Murphy N., Brown R. M., Elsharkawy A. M., Mehta G., Armstrong M. J., Neil D. SARS-CoV-2: is the liver merely a bystander to severe disease? // Journal of hepatology. 2020. 73 (4). 995–996. DOI: 10.1016/j.jhep.2020.05.035Mansoor N. B., Jaimin M. P., Dhruv P., Murphy N., Brown R. M., Elsharkawy A. M., Mehta G., Armstrong M. J., Neil D. SARS-CoV-2: is the liver merely a bystander to severe disease? // Journal of hepatology. 2020. 73 (4). 995–996. DOI: 10.1016/j.jhep.2020.05.035Lin P.-H., Sermersheim M., Li H., Lee P. H. U., Steinberg S. M., Ma J. Zinc in wound healing modulation // Nutrients. 2018. 10 (1). 16. DOI: 10.3390/nu10010016Lin P.-H., Sermersheim M., Li H., Lee P. H. U., Steinberg S. M., Ma J. Zinc in wound healing modulation // Nutrients. 2018. 10 (1). 16. DOI: 10.3390/nu10010016Mamand D., Qadr H. Density functional theory and computational simulation of the molecular structure on corrosion of carbon steel in acidic media of some amino acids // Russian journal of physical chemistry. 2022. 96. 2155–2165. DOI: 10.1134/S0036024422100193Mamand D., Qadr H. Density functional theory and computational simulation of the molecular structure on corrosion of carbon steel in acidic media of some amino acids // Russian journal of physical chemistry. 2022. 96. 2155–2165. DOI: 10.1134/S0036024422100193Bespalov D. V., Golovanova O. A. Magnesium glycinate and tyrosinate: structure calculations and IR spectra by the DFT method // Russian journal of physical chemistry A. 2024. 98 (7). 1380–1387. DOI: 10.1134/S0036024424700377Bespalov D. V., Golovanova O. A. Magnesium glycinate and tyrosinate: structure calculations and IR spectra by the DFT method // Russian journal of physical chemistry A. 2024. 98 (7). 1380–1387. DOI: 10.1134/S0036024424700377

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