Bazı dipeptitlerin konformasyon analizi ve dft yöntemi ile titreşim frekans ve kiplerinin incelenmesi
Conformational analysis and dft studies of vibrational frequencies and modes of some dipeptides
Yazar: SEFA ÇELİK
Danışman: PROF. DR. AYŞEN ERBÖLÜKBAŞ ÖZEL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ab initio = Ab initio ; Dipeptid = Dipeptide ; Kızılötesi spektroskopi = Infrared spectroscopy ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy ; Titreşim frekansı = Vibrational frequency

Özet:
Cyclo(Gly-Val), Cyclo(Gly-Leu) ve Cyclo(His-Phe) dipeptitleri kolon, rahim ve göğüs kanser hücrelerinin büyümesini engellemektedir. Biyolojik aktivite gösteren Cyclo(Gly-Val), Cyclo(Gly-Leu) ve Cyclo(His-Phe) dipeptidlerinin mümkün farklı konformasyonlarının serbest halde moleküler yapıları, farklı konformasyon durumlarına bağlı olarak molekülün toplam enerjisi ve bulunan toplam enerjiye van der Waals, elektrostatik, torsiyonal etkileşmelerin katkıları ve yan-ana zincirler arasındaki etkileşme enerjileri, Ramachandran haritası kullanılarak, Prof.Dr.Niftali Godjayev tarafından yazılan ?Fortran? paket programı ile hesaplanmıştır.Fortran programı ile belirlenen konformasyon durumlarından en kararlı duruma karşılık gelen konformasyon durumu Gaussian03 programına tanıtıldıktan sonra bu en düşük enerjili konformer, ab-initio hesaplamalarından DFT (Density Functional Theory) yöntemi, B3LYP fonksiyonu , 6-31++G(d,p) baz seti ile optimize edilip titreşim dalga sayıları elde edilmiştir. İncelenen dipeptitlerin bulunan en düşük enerjili konformerleri için gerçekleştirilen hesaplamalar aynı konformerlerin herbir olası, kararlı dimer formları içinde tekrar edilmiştir. Bu uzun zaman alan ek hesaplamalar yoluyla, incelenen dipeptitlerin belirlenen en kararlı dimer yapılarının karşılık gelen geometrik parametreleri ve titreşimsel dalga sayıları belirlenmiştir. Ayrıca döterasyona bağlı olarak incelenen dipeptitlerin dalga sayılarında beklenen kaymalar monomerik formlar için yapılan ek titreşimsel frekans hesaplamalarıyla belirlenmiştir. Toplam enerjinin titreşim kiplerine dağılımı (TED), PQS (Parallel Quantum Solutions) ve SQM (Scaled Quantum Mechanics) programlarıyla hesaplamalar yapılarak her bir titreşim dalga sayısına karşılık gelen titreşim modlar belirlenmiştir.Çalışmanın deneysel kısmında, Jasco 300E FT-IR spektrometre (2cm-1 çözünürlükte) ve NRS 3100 micro Raman spektrometre kullanılarak moleküllerin spektrumları çekilmiştir. Elde edilen hesaplama sonuçları ve deneysel sonuçlar karşılaştırmalı olarak tablolar halinde verilmiştir.

Abstract:
Cyclo(Gly-Val), Cyclo(Gly-Leu) and Cyclo(His-Phe) dipeptides inhibit the growth of colon, cervical and breast carcinoma cell lines. In this project molecular structures of possible different conformations of biological active Cyclo (Gly-Val), Cyclo (Gly-Leu) and Cyclo (His-Phe) dipeptides in free forms have been calculated by a program called ?Fortran?. The program was developed by Prof.Dr. Niftali Godjayev and it uses the Ramachandran map. The total energy of the molecule and the van der Waals, electrostatic, torsional energy contributions to this total energy for different conformations of the molecules and interaction energies between side and main chains, have been calculated by the same program.The conformer that has the lowest energy value among the list of possible conformers given by the program have been introduced to the Gaussian?03 program and the optimized geometry and the wavenumbers for this molecule have been calculated by DFT method with B3LYP functional and 6-31++G(d,p) basis set. The calculations performed for the found minimum energy-conformers of the investigated dipeptides were also repeated for each of their possible stable dimer forms. By means of these quite time consuming calculations, the corresponding geometrical parameters and vibrational wavenumbers of the determined most stable dimer structures of the investigated dipeptides were determined. In addition, the shifts at the wavenumbers of the investigated dipeptides that sould be expected depending on the deuteration were also determined by means of the additional vibrational frequency calculations performed for their monomeric forms. The total energy distribution (TED %) for this molecule have been calculated by PQS (Parallel Quantum Solutions) and SQM (Scaled Quantum Mechanics) programs to determine the vibrational modes.In the experimental part of this study, Jasco 300 E FT-IR spectrometer (in 2 cm-1 resolution) and NRS 3100 micro Raman spectrometer were used to determine the experimental vibrational spectra of the molecules. The obtained spectra were compared with the theoretical spectra and this comparison is given in relevant tables.