La caracterización estructural de macromoléculas y nanopartículas mediante determinación de propiedades en disolución es relevante porque, en disolución, las propiedades dependen esencialmente de las características estructurales de la propia macromolécula, y no tanto de sus interacciones intermoleculares. Para establecer la relación entre estructura y propiedades observables, se precisa un marco conceptual y teórico, diseñar modelos representativos del comportamiento en disolución, y desarrollar métodos computacionales tanto para la predicción de propiedades a partir de la estructura (metodología predictiva) como para el problema inverso, es decir, la caracterización estructural a partir del análisis de datos experimentales (metodología analítica).

Nuestro Grupo de la Universidad de Murcia tiene una amplia experiencia en el desarrollo de software de tipo predictivo que pone al servicio público a través de su página web. En este sentido, el proyecto contempla mejorar tal metodología, tanto en el ámbito de los biopolímeros de estructura rígida (programas HydroPro, HydroNMR, etc) como en el ámbito de las macromoléculas flexibles (programa Simuflex).

Es de destacar que el paradigma de estructura rígida se viene aplicando recientemente en nanotecnología en donde cobran importancia casos tales como nanomateriales ¿2D¿ (nanopartículas planas y muy delgadas). Por otro lado, el paradigma de estructura flexible es necesario para entender el comportamiento de sistemas como proteínas parcialmente desordenadas, así como muchos polímeros sintéticos (especial mención merecen los polímeros hiperramificados y los dendrímeros).

En esta línea de mejora del software, también se contempla, en colaboración con el investigador de la Universidad Politécnica de Cartagena, modificar el paquete de software público de dinámica molecular GROMACS para poder abordar sistemas constituidos por péptidos antimicrobianos de interés en el diseño de fármacos.

Una gran parte del proyecto contempla el desarrollo e implementación de metodologías analíticas para obtener propiedades estructurales a partir de datos experimentales. Consideramos que existe cierta problemática referente a extraer y analizar propiedades macromoleculares de medidas instrumentales con el software propio del instrumento. Nuestro conocimiento de los fundamentos de las técnicas experimentales y nuestra capacidad de desarrollo computacional, nos inclinan a tratar de diseñar este tipo de software analítico que también será puesto a disposición de la comunidad académica.

El trabajo computacional será complementado con medidas experimentales que servirán para poner a prueba la metodología desarrollada, así como para estudiar sistemas de interés en nanotecnología y nanomedicina como son aquellos en los que aparecen nanopartículas metálicas recubiertas con biopolímeros o en los que aparece la formación de complejos proteína-polisacárido. Para todo ello, nuestro Grupo ya dispone de gran parte de la instrumentación necesaria.

Desde una perspectiva institucional, el proyecto implica una colaboración entre las dos universidades públicas de la Región de Murcia, y cuenta como miembro del equipo, en calidad de asesor científico, a un investigador extranjero de constatable calidad.