Estudio teórico de la estabilidad de flavinas sobre superficies de Ag(111)

Abstract

Recientemente se estudió mediante técnicas electroquímicas y ópticas no lineales la adsorción de flavinas sobre superficies monocristalinas de Ag(111). Las flavinas presentan estructura ordenadas, las cuales, en algunos casos, son desplazadas por la presencia de aminoácidos. Estos sistemas son de interés tecnológico, debido a que se pueden aplicar en dispositivos biomédicos y biosensores. En el presente trabajo, mediante cálculos de Teoría del Densidad Funcional (DFT) empleando el código SIESTA, estudiamos la adsorción de los grupos de funcionales terminales presentes en las flavinas y en la L-cisteína (aminoácido), mediante los cuales se enlazan a la superficie de Ag(111). La superficie monocristalina se modeló mediante una lámina de 4 planos con 16 átomos cada una, y se emplearon condiciones de contorno periódicas en x, y, z. Para explicar porque la L-cisteina desplaza a la riboflavina (RF) y no al flavin-mononucleótido (FMN), se comparan las energías de adsorción de los diferentes grupos de anclaje, que nos da información sobre la estabilidad termodinámica de las películas de RF y FMN en presencia de L-cisteina y las barreras de desplazamiento. Los estudios experimentales de la adsorción de flavinas se realizaron a diferentes potenciales y al pH en que predomina la especie oxidada. Del análisis de los resultados teóricos se puede explicar desde un punto de vista termodinámico, porque la L-cisteína desplaza las monocapas ordenadas de RF pero no las de FMN. Sin embargo las monocapas de L-cisteína no son desplazadas por FMN, debido a que la barrera cinética, hace que la reacción sea lenta y no se observe en los transitorios experimentales dentro de los tiempos registrados.