Моделирование вертикальных электронных спектров биологических хромофоров в различном окружении

Методы расчета – изолированные хромофоры
Равновесная геометрия основного состояния
(PBE0/ (p-type daug)-cc-pvdz)
Расчет энергии вертикального S0 – S1 перехода
Расширенный метод MCQDPT2 (aug-MCQDPT2) – построение эффективных гамильтонианов большой размерности
Техника построения эффективных гамильтонианов (MCQDPT2)
“state-specific” теория возмущений
(MRMP2)
МКССП (sa-CASSCF)

Комбинированные методы квантовой и молекулярной механики (КМ/ММ)
Учет влияния окружения
Оптимизация геометрической конфигурации в основном электронном состоянии
Метод внедренного кластера
(белковое окружение)
PBE0/cc-pvdz/AMBER
Метод потенциала эффективных фрагментов
(кластер молекул воды)
PBE0/cc-pvdz/EFP
Расчет энергий вертикальных S0-S1 переходов
Метод потенциала эффективных фрагментов
aug-MCQDPT2/cc-pvdz/EFP

Объекты исследования
pCA- (PYP)
pCT- (PYP)
PSBT (Родопсин)
HBDI (GFP)
HBDI (GFP)
HBDI- (GFP)
I. Хромофоры в газовой фазе
II. 3-OH-кинуренин, аргпиримидин (раствор)
III. Родопсин (белковая матрица)
КМ: ~ 80 атомов
ММ: ~ 5000 атомов

I. Результаты – газовая фаза
pCA- (PYP)
pCT- (PYP)
PSBT (Родопсин)
HBDI-
HBDI+
HBDI
Энергии вертикальных S0-S1 переходов, нм

III. Родопсин
Родопсин
498 нм
Гипсохромный сдвиг
Ретиналь
Lys296
Glu113
Цис-транс фотоизомеризация