|
|
Treści merytoryczne: Obliczenia teoretyczne w spektroskopii elektronowej i fotochemii molekuł biologicznych. Metody teoretyczne stosowane w obliczeniach widm elektronowych – TDDFT, CASPT2, CIS. Opis przejść elektronowych w metodzie CASPT2 i TDDFT. Moc oscylatora. Rodzaje przejść elektronowych. Reguły wyboru w spektroskopii. Widmo elektronowe porfiryny. Model czteroorbitalny Goutermana. Powierzchnie energii potencjalnej stanu podstawowego i stanów wzbudzonych. Diagram Jabłońskiego. Zasada Francka-Condona. Fluorescencja, fosforescencja. Unikanie przecięć i przecięcia stożkowe. Teoretyczny opis procesu fotodysocjacji. Modelowanie procesu widzenia - retinal i rodopsyna. Obliczenia CASSCF/CASPT2 dla fotoizomeryzacji retinalu. Retinal+rodopsyna – obliczenia QM/MM, interpretacja przesunięcia opsynowego. Modele ciągłe środowiska (PCM, COSMO). Bioluminescencja – teoretyczna interpretacja działania lucyferyn, chromoforów organizmów świecących. Obliczenia metodami chemii kwantowej struktury i fluorescencji chromoforu zielonego białka fluoryzującego (GFP). Właściwości fotochemiczne zasad nukleinowych –obliczenia TDDFT i CASPT2. Filtry UV – obliczenia widm i teoretyczne objaśnienie działania. Przykłady obliczeń dla kryptochromów, związków reagujących na światło w organizmach żywych. Oddziaływanie stanów o różnej multipletowości – sprzężenie orbitalno-spinowe. Badanie stanu spinowego metaloenzymów metodami chemii kwantowej. Ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm molekularny. Hamiltonian van Vlecka-Heisenberga-Diraca. Obliczanie stałej wymiany Heisenberga metodami UDFT i CASPT2 dla modeli metaloenzymów. Teoretyczne badanie mechanizmów i energetyki reakcji metaloenzymów na przykładzie enzymów hemowych i niehemowych żelaza. Wyznaczanie energii reakcji przeniesienia elektronu w metaloenzymach. Teoria Marcusa. Energia reorganizacji. Obliczenia potencjału redoks cząsteczek biologicznych. Cele przedmiotu: Przedstawienie podstawowych zagadnień w obliczeniach teoretycznych widm elektronowych, reakcji fotochemicznych i właściwości fotofizycznych molekuł o znaczeniu biologicznym, właściwości magnetycznych oraz reaktywności molekuł o znaczeniu biologicznym. Modelowanie reakcji enzymatycznych. Efekty kształcenia: Po ukończeniu kursu student powinien opanować wiedzę z zakresu pojęć teoretycznego opisu widm elektronowych, fotofizycznych, fotochemicznych i magnetycznych oraz struktury i reaktywności cząsteczek o znaczeniu biologicznym. Powinien znać metody stosowane do tych zagadnień, oraz umieć zastosować odpowiednią metodę do konkretnego problemu. Zalecana literatura:
|
||