|
|
Studium elektronových přeskoků v systému konjugovaných molekul metodami kvantové mechaniky.
Tichý, Ondřej ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Pittner, Jiří (oponent)
V této práci byly studovány elektronové přeskoky vybraných heterocyklických systémů a vybraných karotenoidů pomocí simulací QM/MM dynamik excitovaných stavů. V těchto simulacích byly použita teorie Tullyho elektronových přeskoků a semiempirické metody OMx v kombinaci s MRCI metodou. K výpočtům byly použity balíčky Newton-X, MNDO99, MNDO2020 a Gromacs. Na základě těchto simulací byly odhadnuty doby života excitovaných stavů. Výsledky ukazují, že použitý metody dobře popisují časový vývoj excitovaných stavů heterocyklických molekul. V případě karotenoidů se podařilo dobře popsat pouze deexcitaci z prvního excitovaného stavu do základního stavu.
|
|
|
Studium elektronových přeskoků v systému konjugovaných molekul metodami kvantové mechaniky.
Vavrečka, Adam ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šebesta, Filip (oponent)
Byly zkoumány střední doby života dvou nejnižších singletních excitovaných stavů lineárních konjugovaných polyenů od ethenu po dokosaundekaen. Semiempirická metoda OM2/MNDO na úrovni MRCISD výpočtu byla použita na molekulovou a elektronovou dynamiku těchto molekul v n-hexanu. V každém kroku byla řešena časová Schrödingerova rovnice a přeskoky mezi stavy byly vykonány podle Tullyho algoritmu. Střední doby života excitovaných stavů byly určeny proložením časových průběhů relativního zastoupení stavů podle exponenciálního rozpadového zákona. Doby života stavu S2 jsou velmi krátké: od 7 fs u hexatrienu po 51 fs u butadienu. Co se týče doby života stavu S1, nejkratší ji má ethen, 89 fs, na rozdíl od oktatetraenu, jehož doba života stavu S1 je 1275 fs. Ve srovnání s předchozí studií v plynné fázi jsou doby života významně kratší.
|
|
| |
|
|
Molekulárně-dynamické simulace komplexů nukleových kyselin enzymu RNase H
Bartek, Tomáš ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent)
The aim of this diploma thesis was to study interactions between human Rase H enzyme and a natural and modified substrate using molecular dynamics simulations (altogether 9 MD runs ere produced). Conformational preferences of internucleotide linkages (undergoing contacts with the RNase H enzyme) were studied using several versions of the AMBER force field. Either one or two copies of RNase H were included into the simulated system. As the most important DNA-binding residues were recognized Trp93 and Ser101 in the first DNA binding site and Thr49 and Arg47 in the second DNA binding site. Further, the AMBER force field was re-parameterized slightly using ab initio calculations to produce force constants for the modified phosphonate internucleotide linkage. Biologically active version of the modified internucleotide linkage C3-O3-P-C-O5-C5 was able to bind Arg47 using two hydrogen bonds within the 10 ns MD run (even more effciently than in the case of MD runs with natural internucleotide linkages). On the other hand, the biologically inactive C3-O3-C-P-O5-C5 internucleotide linkage lose contacts with Arg47 quickly.
|
|
| |
|
|
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...
|
|
|
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.
|
|
| |
|
| |
|
| |
host ::
RSS.