p As propriedades do ouro em nanoescala são significativamente diferentes daquelas do ouro a granel. De especial interesse são os nanoclusters de ouro, que são compostos de dezenas a algumas centenas de átomos de ouro. Numerosas dessas estruturas de agrupamento são conhecidas e sintetizáveis ​​com precisão atômica. O objetivo desta tese foi aplicar simulações de dinâmica molecular na investigação de propriedades de nanoclusters de ouro em diferentes ambientes. As simulações revelam que o nanocluster de ouro pode se ligar a vírus por diferentes interações, e que a força das interações depende das condições de pH. p A aplicabilidade dos nanoclusters de ouro na medicina é amplamente estudada. Na Universidade de Jyväskylä, seu uso foi demonstrado, por exemplo, em imagens de vírus. Os nanoclusters de ouro são geralmente compostos de um núcleo de ouro coberto por uma camada protetora de diferentes moléculas. A camada protetora, portanto, determina essencialmente como o nanocluster de ouro interage com seu ambiente. Além disso, as propriedades dos nanoclusters de ouro podem ser alteradas adaptando o tipo de moléculas na camada protetora.

p O objetivo da dissertação de M.Sc Emmi Pohjolainen na Universidade de Jyväskylä, Finlândia, foi estudar diferentes nanoclusters de ouro em vários ambientes por meio de simulações de dinâmica molecular. Simulações de dinâmica molecular são uma ferramenta estabelecida em estudos de sistemas cujas propriedades e dinâmicas precisam ser investigadas em precisão atômica, enquanto mantém o tempo de cálculo razoável.

p Embora as simulações de dinâmica molecular tenham sido amplamente utilizadas em estudos de biomoléculas, seu uso na pesquisa de nanocluster de metal tem sido relativamente esparso. O primeiro objetivo desta tese foi desenvolver e validar parâmetros para permitir a simulação de tais sistemas. Esses parâmetros também foram usados ​​por outros grupos fora da Universidade de Jyväskylä.

p A acidez controla a ligação dos nanoclusters de ouro ao vírus

p Todos os resultados da simulação precisam essencialmente ser conectados aos dados experimentais. Por um lado, os resultados experimentais podem ser complementados por resultados de simulação, por outro lado, as informações experimentais disponíveis precisam ser usadas para validar a qualidade da simulação. As simulações realizadas para esta tese incluíram, por exemplo, a simulação de nanoclusters de ouro em interações com vírus, construindo um sistema com um capsídeo de vírus completo coberto com 60 nanoclusters de ouro. Este sistema continha cerca de 3,5 milhões de átomos, e é, como tal, um sistema notavelmente grande para simular em escala atomística.

p Os resultados revelaram que os nanoclusters de ouro podem interagir com o vírus por diferentes meios, e a força dessas interações depende das condições de pH. Essas informações podem ser utilizadas no futuro no projeto de imagens e moléculas de drogas que precisam se vincular a locais específicos na superfície do vírus. Além disso, a ligação de diferentes tipos de moléculas de drogas ao vírus foi simulada, e as forças de ligação foram comparadas às dos nanoclusters de ouro.

p Nesta tese também a automontagem de nanoclusters de ouro em flocos ou estruturas esféricas, previamente observado experimentalmente, foram simulados. As simulações revelaram que a estabilidade de tais superestruturas depende tanto das condições do solvente quanto da distribuição de cargas na superfície do cluster. Assim, a automontagem ou desmontagem pode ser controlada alterando o solvente e as condições de pH. Esta propriedade pode ser utilizada, por exemplo, em moléculas transportadoras de drogas.