Главная » 2014 » Июнь » 27 » Скачать Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах. Доброгорская, Яна Игоревна бесплатно
1:46 AM
Скачать Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах. Доброгорская, Яна Игоревна бесплатно
Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах
Диссертация
Автор: Доброгорская, Яна Игоревна
Название: Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах
Справка: Доброгорская, Яна Игоревна. Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах : диссертация кандидата химических наук : 02.00.04 Москва, 2004 134 c. : 61 04-2/382
Объем: 134 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
Введение
Глава 1 Литературный обзор
11 Строение и механизм действия сериновых протеаз
111 Строение активного центра сериновых протеаз
112 Механизм действия сериновых протеаз типа трипсина и хемотрипсина
113 Участие имидазольного кольца гистидина в каталитическом цикле
114 Водородные связи в каталитической триаде
115 Теоретическое моделирование реакции гидролиза пептидной связи в активном центре сериновых протеаз
21 Соединения меди с молекулами С02, CS2 и OCS
211 Реакции меди с С02
212 Реакции меди с OCS
213 Реакции меди с CS2
13 Строение координационной сферы цинка в активном центре белка NCp7
14 ДНК алкилирующие агенты на основе комплексов платины и их свойства
141 Механизм действия комплексов платины на примере цисплатина
142 Взаимодействие комплексов платины (IV) с биомолекулами
15 Методы моделирования механизмов реакций в биохимических системах, использованные в данной работе
Глава 2 Построение профиля ППЭ и механизм реакции гидролиза субстрата, катализируемой сериновыми протеазами
21 Методы расчета
22 Используемая модель
23 Построение профиля ППЭ реакции гидролиза пептидной связи в активном центре сериновых протеаз
Глава 3 Моделирование профиля реакции внедрения атомов меди eC-X(X = S,0) связь6о
31 Методы расчета6о
32 С02, CS2 и OCS
33 CuS и CS
34 Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с дисульфидом углерода
341 Механизм реакции
342 Альтернативные пути взаимодействия
343 Сравнение с экспериментальными данными
35 Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с сульфид карбонилом
351 Механизм реакции
352 Сравнение с экспериментальными результатами
36 Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с диоксидом углерода
Глава 4• Моделирование взаимодействия фрагмента белка ядерной оболочки вируса иммунодефицита человека с азодикарбонамидом
41 Методы расчета
42 Строение реагентов
421 Цинксодержащий фрагмент белка NCp7
422 Азодикарбонамид
43 Построение сечений ППЭ реакции азодикарбонамида и модели активного центра белка8о
431 Взаимодействие цис- АДА(ЫН+) с цинксодержащим фрагментом
432 Взаимодействие транс- АДА(СОН+) с цинксодержащим фрагментом
433 Взаимодействие цис- АДА(ЫН3+) с цинксодержащим фрагментом
434 Взаимодействие транс- АДА с цинксодержащим фрагментом
44 Механизм взаимодействия АДА с цинксодержащим фрагментом белка NCp7
Глава 5 Моделирование реакции [Pt(NH3)2Cl4] и SCH3-
51 Методы расчета
52 Поиск окрестности переходного состояния
53 Выбор модели реагента
54 Электронное строение комплекса
5-5- Моделирование реакции цис - [Pt(NH3)2Cl4] метил тиолят ионом без учета окружения
56 Моделирование реакции цис - [Pt(NH3)2Cl4] с метил тиолят ионом в водном окружении
57 Влияние учета электронной корреляции на энергию активации реакции
Введение:
Молекулярное моделирование становится все более распространенным способом исследования механизмов биохимических процессов. С позиций квантовой химии задача заключается в построении поверхностей потенциальной энергии (ППЭ) и нахождении профилей путей реакции, что включает локализацию стационарных точек на ППЭ, отвечающих реагентам, продуктам, переходным состояниям и возможным промежуточным соединениям. К особенностям биохимических систем относится наличие достаточно сложного многоатомного молекулярного окружения реакционного центра, а также частое присутствие металлов в реакционных центрах. Учет этих особенностей создает дополнительные сложности в квантово - химических расчетах энергетических профилей реакций. Накопление опыта и формулировки практически полезных рекомендаций при расчетах сечений ППЭ для биохимических реакций, протекающих в сложном молекулярном окружении, современными методами квантовой химии представляет актуальную задачу молекулярного моделирования. В работе рассмотрены следующие задачи:
• Расчет и анализ энергетического профиля для стадии ацилирования в катализируемой сериновыми протеазами реакции гидролиза пептидной связи.
• Анализ координации лигандов и электронного строения металлсодержащих участков ферментов в конкретных системах: реакции атомарной меди с молекулами СО2, CS2 и OCS и реакции цинксодержащего фрагмента белка ядерной оболочки (NCp7) вируса иммунодефицита человека с азодикарбонамидом.
• Моделирование реакции комплекса цис - диамминплатины(1\/) тетрахлорида [Pt(NH3)2Cl4] с глютатионом в водной среде.
Целью работы является изучение механизмов конкретных реакций, важных в биохимических системах, методами квантовой химии, тестирование различных алгоритмов и методик локализации стационарных точек и построения энергетических профилей реакций. Основное внимание уделялось:
• Выбору методики расчета для моделирования пути реакции;
• Анализу строения стационарных точек, найденных в ходе квантово-химического расчета;
• Определению влияния молекулярного окружения на энергетический профиль реакции.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые было проведено квантово-химическое моделирование механизма взаимодействия активного центра белка NCp7 с азодикарбонамидом, а также комплекса цис - диамминплатины(1\/) тетрахлорида [PUNHbfeCU] с глютатионом. Результаты работы могут быть использованы при поиске новых лекарственных препаратов на основе азодикарбонамида и комплексов платины.
Впервые был построен полный профиль поверхности потенциальной энергии квантово-химическими методами с использованием довольно большой модели, в состав которой входит 56 атомов и которая учитывает особенности строения активного центра сериновых протеаз типа субтилизина, стадии ацилирования реакции гидролиза пептидной связи, катализируемой сериновыми протеазами. Результаты моделирования подтверждают предполагаемый механизм катализа и могут быть использованы при разработке методик направленного тонкого органического синтеза с участием сериновых протеаз.
Апробация работы и публикации:
Материалы диссертации были представлены на II, V, VI Всероссийской школе-конференции по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, февраль 2000 г., май 2002 г., май 2003 г.), Международном конгрессе "6th World Congress of Theoretically Oriented Chemists. (WATOC'02)" (Лугано, Швейцария, август 2002 г.), Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003" (Москва, апрель 2003 г.), XI Международном конгрессе по квантовой химии (Германия, июль 2003 г.), заседаниях научных семинанаров лаборатории строения и квантовой механики молекул (2000 - 2003) и лаборатории химической кибернетики (2000 - 2003) химического факультета МГУ.
Результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 6 тезисах докладов.