Моделирование процессов взаимодействия диоксинов со структурными элементами клеточной мембраны

• Автор: Очередко, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 124 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ПОИСК ОПТРШАЛЫГЫХ ВАРИАНТОВ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ КВАНТОВОЙ ХИМИИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ.
Введение.

Математическая модель в химии.

Квантовохимические методы расчетов.

Метод самосогласованного ноля.

Сравнение квантовохимических методов.

Полуэмпирические методы.

Неэмпирические методы.

Точность квантовохимических расчетов.

Алгоритм создания математической модели взаимодействия диоксинов со структурными элементами биологической мембраны.
Заключение к главе 1
Глава 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ДИОКСИНОВ И СТРУКТУР 1ЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН.
Введение
Анализ квантовохимических программных комплексов.
Параметры процесса оптимизации
Моделирование диоксинонодобных соединений.
Оптимизация полихлорированных дибешодиоксинов
Оптимизация полихлорированных дибензофуранов.
Оптимизация полихлорированных бифенилов
Оптимизация полихлорированных фенолов
Моделирование структурных элементов клеточной мембраны.
Моделирование белкового компонента.
Моделирование липидных компонентов.
Моделирование фосфолипидных компонентов
Моделирование углеводного компонента.
Заключение к главе 2.
ГЛАВА 3. РАСЧЕТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Введение
Вычислительный аппарат, используемый при создании математической модели
Расчты моделей адсорбционных комплексов молекулы 2,3,7,8 тетрахлордибензопдиоксин с компонентами клеточной мембраны
Расчты моделей адсорбционных комплексов молекулы 2,3,7,8тетрахлордибензофурана с компонентами клеточной мембраны
Расчты моделей адсорбционных комплексов молекулы 3,3,4,4тетрахлорбифенила с компонентами клеточной мембраны.
Расчты моделей адсорбционных комплексов молекулы 2,4дихлорфенола с компонентами клеточной мембраны.
Обсуждение результатов.
Выявление активных центров в молекулах компонентов клеточных мембран.
Активные центры молекулы трипептида.
Активные центры молекулы липида.
Активные центры молекулы фосфолипида
Активные центры молекулы углевода.
Применение полученных результатов в баю данных
Заключение к главе 3
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Были изучены конфигурации молекул с помощью программного комплекса СЬетОГйсе, в результате чего составлена г-матрица. Разработана математическая модель в виде молекулярного графа процессов взаимодействия диоксиноподобных соединений с макромол окулярными структурами, которая позволяет оценивать адсорбционные процессы, происходящие на поверхности клеточной мембраны. Предложена объединенная формула для расчета энергии межмолекулярного взаимодействия. Разработана программа, позволяющая обработать результаты квантовых расчетов и на их основе с использованием предложенной формулы рассчитать энергии взаимодействия. Создана программа, позволяющая обрабатывать результаты квантовых расчетов и автоматизировать расчеты энергетических характеристик. Разработана концептуальная модель базы данных, которая позволяет структурировать результаты квантово-химических расчетов молекул диоксиноподобных соединений, компонентов клеточной мембраны -полипептидов, липидов, полисахаридов, а также образующихся в результате взаимодействия адсорбционных систем. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе по дисциплинам: «квантовая механика и квантовая химия», «экология на стыке математики, физики и химии». ГЛАВА 1. В настоящее время нельзя назвать област ь человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Моделирование позволяет путем замещения одного объекта другим получить информацию о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели. Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью [1]. Роль моделирования достаточно велика, несмотря на явный приоритет экспериментальных исследований. Наиболее значимыми являются такие теоретические результаты, которые невозможно, крайне трудно или слишком дорого получить экспериментальными средствами [2-3]. Традиционно к задачам моделирования относят определение строения отдельных молекул, молекулярных ассоциатов или фрагментов твердых тел, а также описание механизмов химических реакций на молекулярном уровне. В целом достаточно велик аспект решаемых задач с помощью химических программных пакетов [4-7]. Критерием истины в математическом моделировании в химии является математическое доказательство, вычислительный эксперимент и сравнение результатов с экспериментальными данными [8]. Изучение свойств молекул и их соединений представляет собой значительный интерес для понимания протекания реакции и участия в них отдельных групп, составляющих ту или иную молекулу. Ресурсы современной информационно-вычислительной техники дают возможность ставить и решать математические задачи такой сложности, которые в недавнем прошлом казались нереализуемыми, например моделирование больших систем. Перед нами стоит задача моделирования процесса влияния диоксинов на поверхность биологической мембраны, решение которой подразумевает выбор математической модели, методов квантовой химии и разработка алгоритма создания математической модели. В современной теоретической химии усиливается тенденция шире использовать математический аппарат для описания молекулярных структур и химических превращений. При этом используемые математические средства чрезвычайно разнообразны. В отличие от чисто математических наук, в математической химии исследуются химические задачи и проблемы методами современной математики. Наиболее знаменитые модели — это закон действующих масс, созданный математиком К. Гульдбергом и химиком-экспериментагором П. Вааге, граф механизма химических превращений и дифференциальные уравнения химической кинетики. Однако самой известной математической моделью химии является молекулярный граф. Граф - совокупность точек (вершин) и совокупность пар этих точек (не обязательно всех), соединенных линиями. Если на графе линии ориентированы (т. Соответственно граф, содержащий только дуги, называется ориентированным, или орграфом; только ребра - неориентированным; дуги и ребра - смешанным.