|
|
Studium elektronových vlastností a reakčních mechanismů komplexů Pt(IV) metodami kvantové chemie.
Šebesta, Filip ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Straka, Michal (oponent)
U platinových komplexů byly stejně jako u mnoha sloučenin dalších tranzitních kovů prokázány protirakovinné účinky. Cílem dnešní medicíny je nahradit používané cisplatinové komplexy látkami, které vykazují méně vedlejších účinků. Tato práce se zabývá reakcí 5'˗dGMP (2'˗deoxyguanosin˗5'˗monofosfát) a cGMP (cyklický 2'˗deoxyguanosinmonofosfát) s platičitým komplexem PtIV (dach)Cl4 (dach=diaminocyklohexan). V oxidačním procesu GMP pomocí tetraplatiny dochází nejprve k jeho navázání na guanin do pozice N7. Následuje nukleofilní atak 5'-fosfátu nebo 5'-hydroxylu na uhlík C8 guaninu, kdy dojde k přenosu dvou elektronů a výsledkem reakce je 8˗oxo-guanin a PtII (dach)Cl2. Vzniklý Pt(II) komplex narozdíl od kineticky inertního reaktantu vykazuje protirakovinnou aktivitu. U cGMP končí mechanismus substituční reakcí za vzniku PtIV (dach)Cl3(N7-cGMP). Optimalizace struktur jsou provedeny na úrovni DFT s funkcionálem B3LYP v bázi 6-31G(d) s použitím implicitního solvatačního modelu IEFPCM/UA0. Na úrovni B3LYP/6˗311++G(2df,2pd) v solvatačním modelu IEFPCM/sUAKS byly dále stanoveny energetické parametry reakce. Nakonec byly ze znalosti tranzitních stavů určeny rychlostní konstanty a porovnány s experimentálními hodnotami.
|
|
|
Computational Study of the Interaction and adhesioin energies of polyaniline models with surfaces of the selected materials.
Maixner, Michal ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Tokarský, Jonáš (oponent)
v slovenskom jazyku: Táto práca sa zaoberá vlastnosťami polyanilínu na kremičitej podložke, konkrétne jeho adhéznou energiou a spektrami polyanilínu s rôznymi nábojmi, vypočítanými metódami kvantovej chémie. Vypočítané spektra boli porovnané s experimentálnymi. Na optimalizáciu komplexného modelu bola použíta metóda DFT ω-B97XD s bázou 3-21G a pre výpočet vibračných spektier bola použitá metóda DFT ω-B97XD s bázou 6-31G(d,p). Pre výpočet energie bola použitá metóda DFT ω-B97XD s bázou 6-31G*. Zistená adhézna energia interpoláciou pre nekonečne dlhý retiazok činila 1,9kcal/mol. Vypočítané Ramanové spektrá boli nafitované na experimentálne data. Takto zistené spektrum sa v hrubých rysoch zhodovalo s experimentálnym, aj keď pri detailnejšom pohľade bolo vidieť rozdiely spôsobené nezahrnutím prostredia a interakcií polyanilínových retiazkov medzi sebou.
|
|
|
Accurate Quantum Mechanical Calculations on Noncovalent Interactions: Rationalization of X-ray Crystal Geometries by Quantum Chemistry Tools
Hostaš, Jiří ; Hobza, Pavel (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent) ; Jurečka, Petr (oponent)
Spolehlivá a jednoduše aplikovatelná pravidla jsou potřebná v oblasti biochemie, supramolekulární chemie i materiálových vědách. Zároveň množství informací, které můžeme získat z rentgenových krystalových struktur o povaze rozpoznávacích procesů, je omezené. Lepší pochopení nekovalentních interakcí, které hrají nejdůležitější roli, je potřebné pro přezkoumání univerzálních pravidel, řídících jakékoliv rozpoznávací procesy. V této práci je prezentován systematický vývoj a studium přesnosti výpočetních metod, doplněný aplikacemi na systémech bílkovina DNA a hostitel host. Ne-empirické kvantově mechanické nástroje (metody DFT-D, MP2.5, CCSD(T) atd.) byly využity v několika projektech. Našli a potvrdili jsme existenci unikátních nízko ležících interakčních energií, vzdálených od zbývajících distribucí v několika párech aminokyselina−báze, které otevírají cestu k univerzálním pravidlům řídícím selektivní navázání jakékoliv sekvence DNA. Dále byly v několika případech provedeny predikce a ověřeny změny Gibbsovy energie (ΔG) a jejich komponentů a nakonec byly pečlivě porovnány s experimenty. Stanovili jsme, že molekula cholinu (Ch+) je vázána o 2.8 kcal/mol silněji (vypočtením ΔG) než acetylcholin (ACh+) v samo-uspořádané tří helikální rigidní kleci, odpovídající K(Ch+)/K(ACh+) = 109, což je v poměrně...
|
|
|
Interaction of Metal Cations in Bioorganic Environment. Computational Study Using Quantum Mechanics and Molecular MechanicsTools.
Futera, Zdeněk ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Bouř, Petr (oponent) ; Clark, Tim (oponent)
Interakce kovových iontů v bioorganickém prostředí kvantově-chemická a molekulově-mechanická výpočetní studie Zdeněk Futera Biologicky významné interakce piano-stool Ru(II) komplexů s DNA jsou v této práci studovány QM/MM výpočetní metodou. Reakční mechanismus je rozdělen do tří částí - hydratace [RuII (η6 -benzene)(en)Cl]+ komplexu, následné navázání na DNA a vytvoření můstku mezi dvěma guaniny na stejném vlákně. Profily volné energie všech studovaných reakcí jsou spočteny metodou umbrella sampling z QM/MM MD simulací během nichž byl Ru(II) komplex popsán na úrovni DFT. Pro tento účel byl vytvořen QM/MM soft- ware, který umožňuje provázat programy Gaussian a Amber. Spočtené en- ergetické bariéry hydratační reakce a procesu navázání Ru(II) komplexu na DNA jsou v souladu s experimentálně změřenými rychlostními konstantami těchto reakcí. Vytvoření můstků bylo předpovězeno jako uskutečnitelné z termodynamického i kinetického hlediska.
|
|
|
Kombinovaný QM/MM popis interakcí organokovových léčiv na bázi 'piano-stool' Ru(II) komplexů s oligomerními modely DNK
Zábojníková, Tereza ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Sychrovský, Vladimír (oponent)
Tato práce se zabývá hydratací čtyř organokovvých léčiv na bázi 'piano-stool' Ru(II) struktury. Jedná se o nalidixovou kyselinu, thio-nalidixovou kyselinu, ofloxacin a cinoxacin. U všech čtyř komplexů byly spočteny termodynamické parametry 3 možných reakcí s vodou. Jelikož se jedná o kyseliny, byly reakce zkoumány pro protonované i deprotonované struktry, aby byla získána představa o chování v kyselém i neutrálním prostředí. Optimalizace byla provedena metodou hustotního funkcionálu B3PW91 v bázi 6-31+G*. Následně byla spočtena energie zoptimalizovaných struktur v bázi 6-311++G(2df,2pd)metodou B3LYP a byla provedena NPA analýza za účelem zjištění parciálních nábojů.
|
|
|
Studium interakcí komplexů přechodných kovů s biomolekulami metodami kvantové chemie.
Šebesta, Filip ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Sochorová Vokáčová, Zuzana (oponent)
U platinových komplexů byly stejně jako u mnoha sloučenin dalších tranzitních kovů prokázány protirakovinné účinky. Cílem dnešní medicíny je nahradit používané cisplatinové komplexy látkami, které vykazují méně vedlejších účinků. Tato práce se zabývá reakcí 5'-dGMP (2'˗deoxyguanosid˗5'˗monofosfát) s platičitým komplexem PtIV (dach)Cl4 (dach=diaminocyklohexan) za vzniku komplexu PtIV (dach)Cl3(N7-cGMP). Vprůběhu reakce dochází k cyklizaci fosfátu a vytvoření koordinačně-kovalentní vazby mezi platinou a dusíkem N7 guaninu. Zde studujeme geometrie molekul účastnících se jednotlivých fází reakce a sledujeme její průběh z termodynamického hlediska. Optimalizace struktur jsou provedeny na úrovni DFT s funkcionálem B3LYP v bázi 6-31G* v solvatačníim modelu PCM/UA0. Na úrovni B3LYP/6˗311++G(2df,2pd) v solvatačním modelu D˗PCM/sUAKS byly stanoveny energetické parametry reakce a rozložení nábojové hustoty.
|
|
|
Non - covalent interactions in fundamental biological processes
Klusák, Vojtěch ; Rulíšek, Lubomír (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent) ; Šponer, Jiří (oponent)
Charles University in Prague Faculty of Science Department of Physical and Macromolecular Chemistry Non-covalent interactions in fundamental biological processes Doctoral Thesis Abstract Mgr. Vojtěch Klusák Supervisor: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR Center for Biomolecules and Complex Molecular Systems Praha 2010 10 Úvod Klíčem k pochopení vlastností a chování biomolekul je porozumění jejich vzájemným interakcím, ať už jde o interakce mezi nimi jako celky či mezi jejich jednotlivými částmi, (např. funkčními skupinami) .Snaha o pochopení vztahu mezi strukturou a funkcí na úrovni atomů či elektronů nás často dovádí za hranice možností či rozlišení experimentálních metod. Moderní nástroje výpočetní chemie nám však často s dostatečnou mírou přesnosti a spolehlivosti umožňují popsat tyto detaily studovaných procesů a doplnit tak naše znalosti a přiřadit k měřitelným veličinám určité strukturní vlastnosti. Za normálních podmínek, za kterých se biomolekuly při buněčných procesech přeskupují a seskupují (například při sbalování proteinů, formování a přeskupování membrán, při buněčné signalizaci) nedochází ke vzniku a zániku kovalentních vazeb. Takovéto procesy jsou z velké míry řízeny nekovalentními interakcemi. Tyto interakce jsou sice poměrně slabé, jejich celkový...
|
|
| |
|
|
Noncovalent Interactions in the Gas Phase and Aqueous Solution: Theoretical Study
Zendlová, Lucie ; Hobza, Pavel (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent) ; Vondrášek, Jiří (oponent) ; Jurečka, Petr (oponent)
5 Zál,ěr \/ části ia) prezentované práce jsme porovnali stabilitu a molekulovou interakci mezi adeninem...tyminem, guaninem...cýosinem a jejímimetylovanými 11alogy s malým počtem molekul vody a organických rožpouŠtědel.(CH3óH, DMSO a CHCI3). Pozorovali jsme odlišnéinterakce mezibázemi a studovanými solventy. Zatimco voda a CH3OH stabilizují S struktury párit bazi vetšímpočtem vodíkových vazeb než je moŽno v HB strukturacň, čHct:molekula nemá tuto v|astnost a jsou preferovány HB struktury s molekulami rozpouštědla nad a pod rovinou bází. DMSo molekula je jedinečná svou velikostí ve srovnání s ostatními rozpouštědly a mezi páry bazí s DMSo rozpouštědlem jsou nejvíce zastoupené jsou T struktury. . V části ib) prezentované práce jsme dospěli k několika závěrum za|oženýmna MD, SCC-DFTB-D a CoSMo výpočtech: i) nahrazení nukleové báze modifikovanou nukleobází X vede převážně ke strukturálním změnám centrálního páru (patrové uspořádání centrálního modifikovaného páru). Pouze s nejmenšími modifikovanými nukleobázemi P' centrá,lni pár bazí (A-P' P-T a P-P) zustane planární. V případě B-T' A-B nebo D- D ve specifické orientaci je jedna z modifikovaných bazi X výIačenaven z DNA duplexu. ii) Se stoupajícíaromaticitou modifikovaných nukleobazí X roste stabilita patrového uspořádání iii) Nejvyššíselektivita mezi všemi...
|
|
| |
host ::
RSS.