Quantum mechanical investigation of keto-enol isomerisation of serine
Serinin ketondan enole olan izomerizasyonunun kuantum mekaniksel incelenmesi
- Tez No: 832695
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUHAMMET ERKAN KÖSE, PROF. DR. JóZEF ADAM LİWO
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Dünya Sağlık Örgütü'ne göre katarakt, görme bozukluğu ve körlüğün en yaygın nedenlerinden biridir ve bu bilim insanları için hastalığın olası nedenleri hakkındaki araştırmaları ilgi merkezi haline getirmiştir. Bu görme bozukluğuna neden olabilecek birçok faktör olmasına rağmen, göz merceğindeki uzun ömürlü proteinlerindeki aspartik asit ve serin gibi amino asitlerin D,L-izomerizasyonu, α,- β, and γ-kristalinler, bu proteinlerin yapılarında tetiklediği büyük değişiklikler nedeniyle katarakta sebep olduğu için yakından araştırılmaktadır. İzomerizasyon, insan lenslerinde protein birikmesine ve son olarak katarakta neden olan şeffaflık kaybına neden olur. İzomerizasyon reaksiyonu zamanla ilerler ve bu nedenle kataraktı yaşlanma ile ilişkilendirir. Bu yüksek lisans tezinde, N-asetil-N'-metilamidoserin'in (Ac-Ser-NHMe) keto-enol tautomerizasyonu, yaşam boyu proteinlerde serinin resamizasyon reaksiyonunun mekanizmasını anlamak için kuantum kimyasal yöntemler kullanılarak araştırılmaktadır. Bu keto-enol izomerizasyonu, Ser'in D,L-izomerizasyonuna maruz kaldığı resamizasyon sırasında bir ara ürün olarak ortaya çıkar. Bu çalışma için öncelikle substrat ve ürünün geometrileri optimize edilmiştir. Daha sonra, reaksiyon yolunu belirlemek için izomerizasyonun geçiş durumları ve ara ürünleri araştırılmıştır. Moleküler kuantum mekaniğinin PM7 yarı deneysel yöntemi, minimum enerji geometrilerini ve geçiş durumlarını optimize etmek için kullanıldı. Aktivasyon enerjisi ve moleküller arasındaki enerji bariyerleri hesaplandı ve reaksiyonun her aşaması için enerji profili belirlendi. Yoğunluk-fonksiyonel teori (DFT) yöntemi, B3LYP fonksiyoneli ve 6-31+G** temel seti ile, Hartree-Fock yöntemi ve 6-31+G** temel seti ile, bunu devamında Møller-Plesset Pertürbasyon Theorisi kullanılarak reaksiyon yolu üzerindeki her molekül için tek nokta enerji değerlendirmesi de yapılmıştır. Ortaya çıkan enerjiler, yöntemi doğrulamak için PM7 hesaplamalarından elde edilenlerle karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
According to the World Health Organisation cataract is one of the most common causes of visual impairment and blindness which makes it a great interest for the scientist to do research on the possible cause of the disease. Although there are many factors that can cause this vision impairment, the D,L-isomerisation of amino-acids such as aspartic acid and serine in long-lived eye-lens proteins, the α,- β, and γ-crystallins, is closely investigated, since it is one of the causes of cataract due to major changes of these proteins' structures that it triggers. The isomerisation causes protein aggregation in human lenses and finally the loss of transparency, which results in cataract. The isomerisation reaction progresses with time and, thus, relates the cataract to aging. In this master thesis, the keto-enol tautomerisation of N-acetyl-N'-methylamidoserine (Ac-Ser-NHMe) is investigated by using quantum chemical methods to understand the mechanism of the reaction of racemisation of Ser in lifelong proteins. This keto-enol isomerisation occurs as an intermediate during the racemisation through which Ser undergoes D,L-isomerisation. For this study, the geometries of the substrate and the product were optimized first. Subsequently, the transition states and intermediate products of isomerisation were sought to determine the reaction pathway. The PM7 semiempirical method of molecular quantum mechanics was employed to optimise the geometries of energy minima and the transition states. Activation energy and the energy barriers between the molecules were calculated and the energy profile was determined for each stage of the reaction. Single-point energy evaluation was also carried out for each species on the reaction pathway by using the density-functional theory (DFT) method with the B3LYP functional and the 6-31+G** basis set, the Hartree-Fock method with 6-31+G** basis set and, subsequently, the Møller-Plesset Perturbation Theory. The resulting energies are compared to the ones that are obtained from PM7 calculations to confirm the method.
Benzer Tezler
- The investigation of oxidative decomposition of phenyl alanine by transition metal ions
Fenil alaninin geçiş metalleri tarafından oksidatif yıkımının incelenmesi
AYDIN ÖZMALDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
- Steroid olmayan anti-inflamatuar ilaç (NSAİİ) etken maddelerinin korozyonu önleme özelliklerinin kuantum mekaniksel yöntemlerle ve deneysel olarak incelenmesi
Quantum mechanical and experimental investigations of corrosion inhibition properties of nonsteroidal anti-inflammatory agents (NSAIDs)
FİLİZ KAYADİBİ GÜNAY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA GÜNEŞDOĞDU SAĞDINÇ
- Korozyon inhibitörü olarak kullanılan bazı N-sübstitüe amino asitlerin kuantum mekaniksel olarak incelenmesi
Quantum mechanical investigation of some N-substitued amino acids used as corrosion inhibitors
EMRE ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER GÖKHAN GECE
- Quantum mechanical investigation of the potential of oligothiophenes and oligoselenophenes as active materials in organic photovoltaic cells
Oligotiyofen ve oligoselenofenlerin organik fotovoltaik pillerde aktif materyal olma potansiyellerinin kuantum mekaniği ile incelenmesi
TUĞÇE GÜLŞEN ERBAY
- Rg–NO+ (X1Σ+) VAN DER WAALS kompleksinin (Rg = He, Ne, Ar, Kr ve Xe) kuantum mekaniksel olarak incelenmesi
Quantum mechanical investigation of Rg–NO+(X1+) Van der Waals complexes (Rg = He, Ne, Ar, Kr and Xe)
CAHİT ÖREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ BULUT