Nuestro objetivo de estudio serán disoluciones tanto de macromoléculas (sintéticas o biológicas) como de nanopartículas, así como diversos sistemas macromoleculares complejos constituidos por estas entidades, con especial relevancia de aquéllos en los que intervienen proteínas y/o polisacáridos.

Nuestra metodología incluirá tanto procedimientos teóricos y computacionales como experimentales. Una parte del proyecto involucra el desarrollo de parte de la metodología computacional que luego se empleará en el estudio de los sistemas propuestos.

Así, se pretende ampliar una serie de programas ya existentes y que hemos puesto a disposición de la comunidad científica. Se incluirán recientes avances en teoría hidrodinámica en nuestro programa HYDRO y, por otro se ampliará nuestro programa para la simulación de macromoléculas flexibles SIMUFLEX, incluyendo nuevos potenciales y técnicas de simulación como la simulación de dinámica molecular de no-equilibrio.

En ellos, además, será necesario desarrollar esquemas de simulación de multi-escala estructural. En colaboración con uno de los investigadores de este proyecto también se pretende modificar el paquete de software público de dinámica molecular GROMACS para que sea aplicable a nuestras metodologías y sistemas de interés.

Al mismo tiempo, desarrollaremos software para el análisis de los datos experimentales que obtengamos con la instrumentación científica de la que disponemos. Estos desarrollos serán implementados tanto en entornos de computación intensiva como en ordenadores de bajo coste para facilitar el acceso y el uso por parte de la comunidad científica.

El trabajo teórico y computacional será complementado con estudios experimentales, utilizando técnicas de reología, de ultracentrifugación analítica, de caracterización cromatográfica y de dispersión de luz, todas ellas disponibles en nuestro grupo de investigación.

En este sentido, se aplicarán técnicas de simulación multi-escala para estudiar la conformación y dinámica en disolución diluida de polímeros sintéticos hiperramificados y dendrímeros, así como de proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos. Además, se utilizarán nuestras técnicas experimentales para caracterizar sistemas de mayor complejidad, tales como aquellos en los que las interacciones originan la formación de complejos proteína-polisacárido, nanopartícula-polisacárido, y diversas estructuras micelares y agregación de proteínas.

Mediante simulación molecular se abordarán sistemas constituidos por péptidos antimicrobianos y membranas celulares a partir de los cuales se podrá diseñar la síntesis de fármacos.

Todos estos objetivos sistemas conjugan interés básico químico- y bio-físico con evidente interés aplicado en biomedicina (farmacología, fisiología, etc). Desde una perspectiva institucional, el proyecto implica una colaboración entre las dos universidades públicas de la Región de Murcia, y cuenta como miembros del equipo, en calidad de asesores científicos, a dos investigadores extranjeros de constatable calidad.