Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66938
Title: Structural and electronic properties of DNA-intercalated aromatic chromophore complexes : a combined quantum mechanics and molecular dynamics study
Other Titles: สมบัติเชิงโครงสร้างและเชิงอิเล็กตรอนของสารเชิงซ้อนดีเอ็นเอ-แอโรแมติคโครโมฟอร์แบบอินเตอร์คาเลต : การศึกษาโดยวิธีกลศาสตร์ควอนตัมร่วมกับพลวัตโมเลกุล
Authors: Parawan Chuichay
Advisors: Supot Hannongbua
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Supot.H@Chula.ac.th
Subjects: Mechanics
Quantum theory
Dynamics
Molecular dynamics
DNA
กลศาสตร์
ทฤษฎีควอนตัม
พลศาสตร์
พลศาสตร์เชิงโมเลกุล
ดีเอ็นเอ
Issue Date: 2005
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The quantum mechanical calculations and molecular dynamic simulations were used to investigatethe structural and electronic properties of DNA-Intercalated aromatic chromophore complexes. In the first step, electronic spectra of chromophores, acridine, aminoacridine derivatives, pyronine 6G and rhodamine 6G, were studied in gas phase and in aqueous solution using semiempirical, NDDO-G and AM1 and quantum mechanical methods, TDDFT. The calculated absorption energies of the acridine and aminoacridine derivatives agree well with the experiment and the high level of theory, while overestimates that of the rhodamine 6G the experimental value. Changes of the absorption spectra were observed when solvent effects were included. Then, molecular dynamics simulations on the dimers of the positively charged pyronine 6G and rhodamine 6G in aqueous solutions were carried out using newly generated force field parameters. It was found that monomers of pyronine 6G and rhodamine 6G easily undergo relative rotations. Moreover, stability of the dimer was observed to be obviously dominated by the electrostatic interaction between the solute and its aqueous environment. Finally, MD simulations were performed to study conformational features and dynamics of three complexes of rhodamine-6G derivative with DNA. Highly flexible of the chromophore orientations relative to guanine base of DNA was observed. Additionally, the stacking interaction with chromophore effects only slightly on the second and the third base pairs.
Other Abstract: การคำนวณทางกลศาสตร์ควอนตัม และแบบจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลถูกนำมาใช้ในศึกษาสมบัติทางโครงสร้าง และทางอิเล็กตรอนของสารเชิงซ้อนดีเอนเอ อินเตอร์คาเลตแอโรแมติคโครโมฟอร์ในขั้นแรกได้ศึกษาสเปกตรัมเชิงอิเล็กครอนของโครโมฟอร์ซึ่งได้แก่ สารอะครีดีน และอนุพันธ์ของอะมิโนอะครีดีน ไพโรนีน 6จี และโรดามีน 6จี ในสถานะแก๊ส และในสารละลาย โดยใช้ระเบียบวิธีเซมิเอ็มพิริกัลแบบ เอ็นดีดีโอ-จี และเอเอ็ม1 และระเบียบวิธีทางกลศาสตร์ควอนตัม แบบทีดี ดีเอฟที ผลจากการคำนวณพบว่าพลังงานการดูดกลืนของอะครีดีน และอนุพันธ์อะมิโนอะครีดีนมีค่าสอดคล้องกับผลจากการทดลองและผลการคำนวณที่มีความแม่นยำสูง ในขณะที่พลังงานของโรดามีน6จี ค่าจากการคำนวณสูงกว่าจากการทดลอง พบว่าสเปกตรัมการดูดกลืนจะเปลี่ยนแปลงเมื่อทำการศึกษาในสารละลาย นอกจากนี้ได้ศึกษาแบบจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลของไพโรนีน 6จี แคตไอออนไดเมอร์และ โรดามีน 6จี แคตไอออนไดเมอร์ ในสารละลาย ผลจากการศึกษาพบว่าโครงรูปของไพโรนีน 6จี และโรดามีน 6จี มีการหมุนไปมาได้ง่าย นอกจากนั้นยังพบว่าแรงไฟฟ้าสถิตระหว่างตัวทำละลาย และสารละลาย มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งที่ทำให้โครโมฟอร์เสถียรอยู่ได้ งานวิจัยในส่วนสุดท้ายได้จำลองพลวัติโมเลกุลเพื่อศึกษาสมบัติทางโครงรูป และทางพลวัตของสารเชิงซ้อนอนุพันธ์โรดามีน 6จี กับดีเอนเอ สามระบบ ซึ่งการวางตัวของโครโมฟอร์สัมพัทธ์กับเบสกัวนีนของดีเอนเอมีความยืดหยุ่นมาก นอกจากนี้ยังพบว่าการมีอันตรกิริยาแบบสแตกกิ้ง กับโครโมฟอร์มีผลกระทบน้อยมากบนเบสลำดับที่สองและสาม
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2005
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66938
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2005.1900
ISBN: 9745324965
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2005.1900
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Parawan_ch_front_p.pdfหน้าปก และบทคัดย่อ1.11 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch1_p.pdfบทที่ 11.12 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch2_p.pdfบทที่ 2929.56 kBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch3_p.pdfบทที่ 31.41 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch4_p.pdfบทที่ 41.08 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch5_p.pdfบทที่ 52.06 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch6_p.pdfบทที่ 61.47 MBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_ch7_p.pdfบทที่ 7633.41 kBAdobe PDFView/Open
Parawan_ch_back_p.pdfบรรณานุกรม และภาคผนวก1.26 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.