Квантово-химическое кластерное моделирование процесса взаимодействия сероводорода с компонентами поверхности биологической мембраны

• Автор: Жарких, Леся Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 110 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ КВАНТОВОЙ ХИМИИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Введение

1.1. Квантовохимические методы расчетов и их компьютерная реализация.

1.2. Анализ неэмпирических методов

1.3. Анализ полуэмпирических методов

1.4. Анализ квантовохимических программных комплексов.

Заключение к главе 1.

Глава 2. ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ

КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
Введение.
2.1. Моделирование структурных компонентов клеточной мембраны .
2.1.1. Моделирование белкового компонента.
2.1.2. Моделирование липидных компонентов.
2.1.3. Моделирование углеводного компонента.
Заключение к главе 2.
Глава 3. РАСЧЕТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Введение.
3.1. Расчты моделей адсорбционных комплексов молекул сероводорода с активными центрами поверхности белка.
3.2. Расчты моделей адсорбционных комплексов молекул сероводорода с активными центрами поверхности триглицерида
3.3. Расчты моделей адсорбционных комплексов молекул сероводорода с активными центрами поверхности фосфолипида.
3.4. Расчты моделей адсорбционных комплексов молекул сероводорода
с активными центрами поверхности гликозида.
Заключение к главе 3
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Соискатель выражает особую благодарность кандидату химических наук, доценту кафедры органической химии Астраханского государственного технического университета Пащенко Константину Петровичу за оказанную помощь и консультацию. ГЛАВА 1. Математическое моделирование - это своеобразный метод прогнозирования свойств изучаемого объекта. И т. Компьютерное моделирование позволяет смоделировать ту или иную ситуацию, не подвергая опасности кого бы то ни было. 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. Согласно гипотезе о молекулярном строении, молекула представляет собой набор атомов, связанных совокупностью связей. Эта гипотеза и в настоящее время продолжает служить основным средством упорядочения и классификации наблюдений в химии. Любые эксперименты подтверждают тот факт, что понимание химического поведения системы возможно, только если принять, что атомы существуют и именно они определяют строение системы и её свойства. Однако проблема понимания молекулярного строения материи состоит главным образом в том, что молекулу нельзя непосредственно описать с помощью физических законов, управляющих движением ядер и электронов, образующих атомы и связи. Перед нами стоит задача моделирования процесса влияния токсического газа на поверхность биологической мембраны. Это довольно обширная по своей применимости задача, которая осуществляется с использованием квантово-химических методов. С их помощью удается установить, какие факторы определяют направление и относительный выход продуктов реакции, а также получить недоступную для эксперимента информацию о геометрии и электронной структуре переходных состояний []. Зная структуру и свойства взаимодействующих веществ, а также отдельные группы, наиболее активно участвующие во взаимодействии, можно определить антидоты к данному сорбенту. Антидот можно найти и для других веществ, таких как вирусные инфекции (например, СПИД), вещества, применяемые в военных и мирных целях, а также для других газов, влияющих на живой организм. В основе современной квантовой химии лежит уравнение Шредингера для стационарных состояний [2]. Точно решить это уравнение в случае многоэлектронных систем не удается, поэтому в квантово-химических расчетах используются приближенные методы. На практике обычно пользуются полуэмпирическими и неэмпирическими методами [-]. Они различаются методикой вычисления матричных элементов, описывающих взаимодействие между электронами и электронами и ядрами. В полуэмпирических методах для этой цели используются приближенные эмпирические формулы и известные из эксперимента параметры атомов. Однако, неэмпирические методы также являются приближенными. Большинство неэмпирических расчетов проводят в базисах небольшого и среднего размеров. Это вносит некоторую ошибку в результаты расчетов. Неэмпирические (от лат. ЭВМ. Особенно это касается оптимизации геометрии или проведения молекулярно-динамических расчетов. Для оптимизации геометрии рекомендуется, на начальном этапе использовать молекулярную механику, затем - один из полуэмпирических методов, для того, чтобы получить более или менее обоснованную начальную геометрию []. В полуэмпирических методах пренебрегают большей частью кулоновских интегралов, что частично компенсируется удачным подбором параметров [2]. Как правило, используются данные эксперимента по атомным спектрам и расчеты по эмпирическим формулам. На практике учитывают два важных требования к уровню приближения и выбору расчетной схемы: во-первых, это достаточное соответствие результатов расчета результатам эксперимента и, во-вторых, достаточная экономичность расчетов. Все основные расчетные методы современной квантовой химии используют приближение молекулярных орбиталей (МО) в форме схемы J1KAO (линейная комбинация атомных орбиталей, английская аббревиатура - LCAO) МО Хартри-Фока-Рутаана (или метод самосогласованного поля (ССП)) [2]. Основные этапы выполнения полуэмпирических и неэмпирических расчетов на компьютере во многих отношениях одинаковы и происходят по следующему алгоритму.