BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem

Logo BOKU-Forschungsportal

Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:

Bettina Lier (2019): Free Energies of Charge Changes.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Molekulare Modellierung und Simulation (MMS), BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 105. UB BOKU obvsg

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Freie Energie ist die treibende Kraft aller molekularen Prozesse. Ihre Berechnung via Molekulardynamiksimulationen beruht auf Statistischer Thermodynamik und ist prinzipiell in der Lage, Werte in Übereinstimmung mit Experimenten abzuschätzen. Sobald die Berechnung für Systeme mit unterschiedlichen Ladungen durch alchemische Perturbationen erfolgt, sind molekulare Berechnungen von methodologischen Problemen betroffen. Diese resultieren aus der vereinfachten Repräsentation von elektrostatischen Interaktionen. Die Ergebnisse früherer Arbeiten zu Perturbationen geladener Liganden stimmten oft nicht mit experimentellen Werten überein. Ladungskorrekturschemata, um mögliche Artefakte zu eliminieren, wurden bereits vorgeschlagen, allerdings ihre Anwendbarkeit nur an einfachen Systemen getestet. Innerhalb dieser Arbeit wurden Ladungskorrekturschemata adaptiert, um diese auf komplexe, biologisch relevante Systeme anzuwenden. In einem ersten System wurde die absolute freie Bindungsenergie von Acetylsalicylsäure mit Phospholipase A2 via der Doppelentkopplungsmethode berechnet. Die Anwendung eines Korrekturschemas für den Ladungsbeitrag war notwendig, um Werte in Übereinstimmung mit dem Experiment zu erhalten. Auch anhand eines zweiten Systems, welches die relative freie Bindungsenergie zwischen Netropsin und Distamycin mit einem DNA Doppelstrang berechnete, konnte die Effektivität der Korrekturen bewiesen werden. Das letzte Modellsystem beschäftigte sich mit der Mutation einer Aminosäure in einer Tripeptidsequenz, die eine partielle Ladungsänderung enthielt. Die relative freie Lösungsenergie zwischen den Aminosäuren Aspartat und Glutamat wurde anhand unterschiedlicher Perturbationsschemata berechnet. Es konnte gezeigt werden, dass unter Umständen sogar für eine partielle Ladungsänderung die Anwendung eines Korrekturschemas relevant ist. Die Anwendung von Ladungskorrekturen auf drei unabhängige Systeme konnte die Anwendbarkeit, Notwendigkeit sowie Effektivität demonstrieren.

Beurteilende(r): Oostenbrink Chris
1.Mitwirkender: Öhlknecht Christoph

© BOKU Wien Impressum