Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Пущино, г. Москва и Московская область, Россия
В работе представлены расчеты дипольных, полярных и фотоэлектронных свойств, а также энергетических электронных уровней наноструктур на основе дифенилаланина, диизолейцина и дилейцина методами AM1, PM3, RM1 программного обеспечения HyperChem. Расчеты, выполненные в данной статье, необходимы для дальнейшего использование дипептидных нанотрубок для обнаружения озоновых дыр, доставки лекарств или создания молекулярных машин. Показано, что электронные и оптические свойства нанотрубок на основе изолейцина и лейцина соответствуют свойствам дифенилаланиновых нанотрубок, что говорит о возможности применения дилейциновых и диизолейциновых нанотрубок наравне с дифенилаланиновыми нанотрубками. Созданные в процессе работы спиральные модели ближе к реальным структурам, чем кольцевые модели. Выявлены зависимости поляризованности и энергии HOMO-LUMO щели от напряжённости электрического поля.
аминокислоты, дипептиды, пептидная нанотрубка, молекулярное моделирование, полуэмпирические методы
1. Gorbitz C.H. Hydrophobic dipeptides: the final piece in the puzzle. Acta Section B: Structural Science, 2018, no. 74(3), pp. 311-318.
2. Gorbitz C.H. A crystallographic titration of the dipeptide L-isoleucyl-L-isoleucine. Acta Crystallographica, 2004, no. 60, pp. 569-577.
3. Gorbitz C.H. Nanotube Formation by Hydrophobic Dipeptides. Chemistry - A European Journal, 2002, no. 7(23), pp. 5153-5159.
4. Gorbitz C.H. The structure of nanotubes formed by diphenylalanine, the core recognition motif of Alzheimer's B-amyloid polypeptide. Chemical Communications, 2006, no. 22(22), pp. 2332-4.
5. Bystrov V.S., Paramonova E., Bdikin I., Kopyl S., Heredia A., Pullar R.C., Kholkin A.L. BioFerroelectricity: Diphenylalanine Peptide Nanotubes Computational Modeling and Ferroelectric Properties at the Nanoscale. Ferroelectrics, 2012, no. 440, pp. 3-24.
6. Bystrov V. Photoelectronic properties of diphenylalanine peptide nanotubes. Computational Condensed Matter, 2018, vol. 14, pp. 94-100, doi:https://doi.org/10.1016/j.cocom.2017.11.007.
7. Bystrov V.S., Filippov S.V. Molecular modelling and computational studies of peptide diphenylalanine nanotubes, containing waters: structural and interactions analysis. Journal of Molecular Modeling, 2022.
8. Bystrov V.S., Bdikin I.K., Budhendra Singh. Piezoelectric and ferroelectric properties of various amino acids and tubular dipeptide nanostructures: Molecular modelling. Nanomaterials Science & Engineering, 2020, no. 2(1), pp. 11-24.
9. Bystrov V., Coutinho J., Zelenovskiy P., Nuraeva A., Kopyl S., Zhulyabina O. Tverdislov V. Structures and properties of the self-assembling diphenylalanine peptide nanotubes containing water molecules: modeling and data analysis. Nanomaterials, 1999 (2020), no. 10(10).
10. Bystrov V.S., Zelenovskiy P.S., Nuraeva A.S., Kopyl S., Zhulyabina O.A., Tverdislov V.A. Molecular modeling and computational study of the chiral dependent structures and properties of self-assembling diphenylalanine peptide nanotubes. Journal of Molecular Modeling, 2019, no. 25, p. 199.
11. Быстров В.С. Парамонов Е.В. Зеленовский П.С. и др. Фотоэлектронные свойства дифенилаланиновых пептидных нанотрубок. Доклады Международной конференции «Математическая биология и биоинформатика». Под ред. В.Д. Лахно, Пущино: ИМПБ РАН, 2022, т. 9, статья № e18, doi:https://doi.org/10.17537/icmbb22.24.
12. Leuchtag H.R. Voltage-Sensitive Ion Channels: Biophysics of Molecular Excitability. Dordrecht: Springer, 2008, 529 p.
13. Leuchtag H.R., Bystrov V.S. Theoretical models of conformational transitions and ion conduction in voltage-dependent ion channels: Bioferroelectricity and superionic conduction. Ferroelectrics, 1999, vol. 220, no. 3-4, pp. 157-204.
14. Hyperchem release 7.01 Professional for Windows, (C). 1985-2007, Hypercube, Inc. All Rights Reserved [Электронный ресурс].
15. CCDC Home | CCDC [Electronic resource].
16. Твердислов В.А., Малышко Е.В., Ильченко С.А. и др. Периодическая система хиральных структур в молекулярной биологии. Биофизика, 2017, № 62(3), c. 421-434.
17. Zelenovskiy P., Slautina A., Kopyl S., Arkhipov S., Vasilev S., Bystrov V., Gruzdev D., Waliczek M., Svitlyk V., Shur V., Mafra L., Kholkin A. Chirality-Dependent Growth of Self-Assembled Diphenylalanine Microtubes. Crystal Growth & Design, 2019, no. 19(11), pp. 6414-6421.
