Studium biologicky relevantních systémů v elektronicky excitovaných stavech
| Název práce v češtině: | Studium biologicky relevantních systémů v elektronicky excitovaných stavech |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Study of biological systems in electronically excited states |
| Klíčová slova: | N-methylformamide dimer, patrové interakce, neadiabatická dynamika, excitované stavy |
| Klíčová slova anglicky: | N-methylformamide dimer, stacking interactions, non-adiabatic dynamics, excited states |
| Akademický rok vypsání: | 2011/2012 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO) |
| Vedoucí / školitel: | doc. Ing. Pavel Soldán, Dr. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 17.10.2011 |
| Datum zadání: | 20.10.2011 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 11.11.2011 |
| Datum a čas obhajoby: | 26.05.2014 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 11.04.2014 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 11.04.2014 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 26.05.2014 |
| Oponenti: | RNDr. Ota Bludský, CSc. |
| RNDr. Dana Nachtigallová, Ph.D. | |
| Konzultanti: | RNDr. Dana Nachtigallová, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Studium bude zaměřeno na charakterizaci mechanismu interakce dvou chromoforů v excitovaných stavech. Mechanismus těchto interakcí závisí na povaze excitovaných stavů, tj. zda se jedná o přechody z nevazebných orbitalů nebo orbitalů pi elektronového systému. Rozdílný interakční mechanismus může výraznou měrou ovlivnit dynamické chování excitovaných stavů. Tyto otázky budou studovány pro různé báze nukleových kyselin (např. interakce thymine-thymine a cytosine-cytosine) a jejich modelových systémech.
Ke studiu budou použity kvantově chemické multireferenční metody (CASSCF, MR-CISD a CASPT2) v kombinaci s dynamickým popisem. |
| Seznam odborné literatury |
| Modern Quantum Chemistry
A. Szabo, N. S. Ostlund Dover, N.Y. 1996 Principles of Molecular Photochemistry: An Introduction N. J. Turro, V. Ramamurthy, J.C. Scaiano, University Science Books, 2009 Photochemical selectivity in guanine-cytosine base-pair structures A. Abo-Riziq, L. Grace, E. Nir, M. Kabelac, P. Hobza, M.S. de Vries Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 20 (2005) Does Stacking Restrain the Photodynamics of Individual Nucleobases? D. Nachtigallova,T. Zeleny,M. Ruckenbauer,T. Mueller,M. Barbatti,P. Hobza,H. Lischka J. Am. Chem. Soc. 132, 8261 (2010) Relaxation mechanisms of UV-photoexcited DNA and RNA nucleobases M. Barbatti,A.J.A. Aquino,J.J. Szymczak,D. Nachtigallova,P. Hobza,H. Lischka Proc. Natl. Acad. Sci. 107, 21453 (2010) |
| Předběžná náplň práce |
| Projekt je zaměřen na dynamický a statický popis excitovaných stavů molekul, které slouží jako modelové systémy biologicky relevantních systémů. K popisu elektronicky excitovaných stavů jsou používány pokročilé kvantově chemické metody.
Ultrakrátká doba života excitovaných stavů izolovaných bází nukleových kyselin byla experimentálně pozorována a její mechanismus vysvětlen na základě teoretických studií. Pro vysvětlení chování molekul DNA po excitaci UV zářením je potřeba porozumět i chování nukleových bází zabudovaných do struktury nukleových kyselin v závislosti na sekvenci a konformaci DNA. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| The goal of this project is to perform static and dynamics study of the molecules in their electronically excited states. These molecules are selected to serve as models of biologically relevant systems. For this study advanced quantum chemical methods are used.
Ultrafast relaxation of the isolated nucleic acid bases from their excited to ground states was observed experimentally and its mechanism was explained theoretically. To understand the behaviour of DNA molecules after absorption of UV light it is necessary to understand the effect of surrounding DNA environment, e.g DNA sequence and conformation. |