An investigation onthe structural and vibrational spectroscopic data of some biological active dipeptides


Creative Commons License

Akkaya Y. , Balcı K. , Gören Y., Akyüz S.

SPEC 2012 - Shedding New Light on Disease, Chiang-Mai, Tayland, 11 - 16 Kasım 2012, no.1, ss.1

  • Basıldığı Şehir: Chiang-Mai
  • Basıldığı Ülke: Tayland
  • Sayfa Sayıları: ss.1

Özet

Bazı biyolojik aktif dipeptidlerin yapısal ve titreşimsel spektroskopik verileri üzerine bir araştırma

Y. Akkaya1, K. Balci1, Y. Goren1 and S.Akyuz2

1İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Vezneciler, 34134, İstanbul, Türkiye, yaseminb@istanbul.edu.tr

2İstanbul Kültür Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, İstanbul, Türkiye

Bu çalışmada, bazı histidine dipeptidlerinin (N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine ve N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine) kararlı konformerleri oda sıcaklığında, DFT-B3LYP metodu kullanarak potansiyel enerji yüzey taraması ve termokimyasal hesaplamalar yoluyla araştırıldı. Elde edilen hesaplama sonuçları, moleküllerin oda sıcaklığında birçok kararlı konformerlere sahip olduğunu doğrulandı. Toplam enerjiler, denge geometrik parametreleri ve belirlenmiş konformerlerin titreşimsel spektral verileri, DFT-B3LYP metodu, 6-31G(d) ve 6-311++G(d,p) Pople stil baz setleri kullanarak hesaplandı. Oda sıcaklığında katı halde bulunan N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine ve N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine’in karboksil gruplar aracılığıyla güçlü dimer yapılar meydana getirebileceği göz önüne alarak, hesaplamalar aynı konformerlerin en kararlı formları için tekrar edildi ve böylece bileşiğin titreşimsel spektral verileri üzerinde dimerizasyon etkileri belirlendi. Ele alınan moleküllerde, molekül içi yük transferlerini göstermek amacıyla, B3LYP/6-311++G(d,p) teori düzeyinde Mulliken ve NBO tipi population analiz hesaplamaları yapıldı. Hesaplanmış harmonik dalga sayılarını belirlemek için “Ölçekli Kuantum Mekanik Kuvvet Alanı (SQM FF) metodolojisi" ve "Çift ölçekleme yaklaşımı” olarak adlandırılan iki farklı deneysel ölçekleme yaklaşımları birbirinden bağımsız olarak uygulandı. Bu iki yaklaşım içinde elde edilen geliştirilmiş teorik spektral verilerin, birbiriyle ve N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine ve N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine’nin deneysel IR ve Raman spektrumlarında gözlenen temel badlar için olan işaretlemelerle uyum içinde oldukları gösterildi.

An investigation on the structural and vibrational spectroscopic data of some biological active dipeptides

Y. Akkaya1, K. Balci1, Y. Goren1 and S.Akyuz

1 Istanbul University, Faculty of Science, Department of Physics, Vezneciler, 34134, Istanbul, Turkey, yaseminb@istanbul.edu.tr

2 Istanbul Kultur University, Faculty of Science and Letters, Department of Physics, Istanbul, Turkey

In this study, the stable conformers of some histidine dipeptides (N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine and N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine) were investigated by means of potential energy surface scan and thermochemistry calculations carried out at room temperature using DFT-B3LYP method. The obtained calculation results confirmed that the molecules have many stable conformers at room temperature. The total energies, equilibrium geometrical parameters and vibrational spectral data of the determined conformers were calculated using DFT-B3LYP method, 6-31G(d) and 6-311++G(d,p) Pople style basis sets. Considering that N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine and N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine, which are in solid phase at room temperature, may form strong dimer structures through carboxyl groups, the calculations were also repeated for the most stable dimer forms of the same conformers and thereby the effects of the dimerization on the vibrational spectral data of the compound were determined. In order to demonstrate the intramolecular charge transfers within the molecules of interest, Mulliken and NBO types of population analysis calculations were performed at the B3LYP/6-311++G(d,p) level of theory. The overestimations at the calculated harmonic wavenumbers, two different empirical scaling approaches, referred to as “Scaled Quantum Mechanical Force Field (SQM FF) methodology” and “Dual scaling approach”, were applied, independently. The improved theoretical spectral data obtained within these two approaches are in good agreement with each other and with our assignments for the fundamental bands observed in the experimental IR and Raman spectra of N-β–alanyl-3-methyl-L-histidine and N-β–alanyl-1-methyl-L-histidine.