Biyolojik Sistemlerde Oluşabilecek Radikal Yapılarının Moleküler Modelleme Yöntemleriyle İncelenmesi
Proje no. 22417 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2020
Özet
Bu projede biyolojik sistemlerde önemli rollere sahip olan radikal yapıların moleküler modelleme yöntemleriyle incelenmesi söz konusudur. Serbest radikaller oksidatif strese neden olurlar ve Parkinson, Huntington, Alzheimer gibi nörodejeneratif, kanser ayrıca diyabet gibi metabolik hastalıklarla ilişkilendirilmektedirler. Bu radikal yapılar hastalıkların ilerlemesinde rol oynamaktadırlar. Bunun yanında deoksiribonükleotid formasyonunda görev alan ribonükleotid redüktaz gibi enzimlerin aktif bölgelerinde stabil halde bulunan radikal yapıları mevcuttur; ayrıca hemoglobin, miyoglobin, katalaz gibi hem gurubu içeren çeşitli enzimlerde reaksiyon sırasında radikal yapıların oluştuğu gözlemlenmiştir. Projede seçilmiş moleküllerin başlangıç yapılarının elde edilmesi için literatürde sıklıkla kullanılan Spartan16 yazılımı ile konformasyon analizi gerçekleştirilecek sonra da Gaussian16 ve/veya Gaussian6 yazılımında, DFT yaklaşımı ile radikal yapıları elde edilecektir. Hesaplamalarda B3LYP fonksiyonelinin yanında dispersif etkileşimleri de hesaba katan ωB97XD fonksiyonelleri 6-311++G(d,p) baz seti ile çalışılacaktır. Radikal yapıların atomik orbitallerinde eşleşmemiş elektron bulunması nedeniyle hesaplamalarda daha iyi sonuç almak için gerekli görülürse MP2 yöntemi nispeten daha küçük bir baz seti olan 6-31+G(d,p) ile kullanılacaktır. Optimizasyonlar öncelikle gaz fazında sonrasında ise biyoprosesler sulu ortamda gerçekleştiği için Polarizable Continuum Model (PCM) ile sulu fazda gerçekleştirilecektir. Elde edilen yapıların frekans analizi ile mininmum noktada olup olmadığı belirlenecektir. Bu sonuçlar sayesinde potansiyel terapötik ajanların elektronik enerjilerinin hesaplanması, biyosistemlerdeki olası yapılarının anlaşılması amaçlanmaktadır. Bu sayede literatürde çok sayıda proseste yer alan bu yapılar hakkındaki bilgilere katkı yapılarak ileri çalışmalar için ışık tutulacaktır.