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: Belirtilmemiş.
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
- Ni-B ikili alaşım sisteminde Ni zengin bazı ara fazların manyetik özellikleri
Magnetic properties of some Ni rich intermediate phases in Ni-B binary alloy system
R.HALUK MUTLU
Doktora
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARSIN AYDINURAZ
- Parçacık dedektörleri
Başlık çevirisi yok
EMEL BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEN ÖNENGÜT
- CO lazerleri
CO lasers
ŞEREF TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ATİLLA ÖZMEN
- Charmonium için potansiyel model
Potential model for charmonrum
EMİN ÖZTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AKÇAY
- One-loop structure of non-line ar sigma models in symmetric spaces
Başlık çevirisi yok
YUSUF İPEKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. NAMIK K. PAK