Исследование электронной структуры и связывающих орбиталей афлатоксина В1 методом DFT

Данное исследование представляет собой комплексный анализ электронной структуры молекулы афлатоксина B1, выполненный современными квантово-химическими методами. Афлатоксин В1 является вторичным метаболитом, который продуцируется некоторыми видами микроскопических плесневых грибов рода Аспергилл (Aspergillus flavus, A. Parasiticus). Основной целью работы было применение двух высокоэффективных инструментов: теории функционала плотности (метод DFT с расчетным уровнем B3LYP/3-21G) и анализа естественных связывающих орбиталей (NBO). Данные подходы позволяют детально изучить распределение электронных плотностей внутри молекулы, показывая высокую степень делокализации электронов, распространяющихся вплоть до внутренних слоев атомов углерода. Такой эффект обусловлен сильными донорно-акцепторными взаимодействиями, способствующими повышенной стабильности молекулы. Ключевым моментом стало обнаружение уязвимого участка молекулы – лактонной связи O4–C23, характеризующейся выраженной поляризацией. Эта связь выступает своего рода «слабым звеном», определяющим повышенную реакционную способность афлатоксина B1. Именно эта область проявляет особую активность, играя ключевую роль в механизмах токсического воздействия афлатоксина B1. Понимание особенностей строения молекулы позволяет углубленно исследовать ее взаимодействие с компонентами клеточных структур, особенно с клейковинными белками зерновых культур. Полученные данные обладают большим потенциалом для разработки методов защиты пищевой продукции от загрязнения микотоксинами, обеспечивая биобезопасность конечного продукта. Результаты представленного исследования вносят существенный вклад в фундаментальные знания о структуре и функционировании афлатоксина B1, позволяя создать новые стратегии борьбы с опасным загрязнением пищевых ресурсов.