[PDF]
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.45308
Open access article / Atviros prieigos straipsnis
Lith. J. Phys. 45, 167–174 (2005)
QUANTUM MECHANICAL
INVESTIGATIONS OF SELF-ASSEMBLED SYSTEM CONSISTING OF PEPTIDE
NUCLEIC ACID, SENSITIZER, AND LIPID PRECURSOR MOLECULES
J. Tamulienė and A. Tamulis
Institute of Theoretical Physics and Astronomy of Vilnius
University, A. Goštauto 12, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: gicevic@itpa.lt
Received 15 June 2005
Quantum mechanical investigations were
performed to find a suitable sensitizer to peptide nucleic acid
monomer with thymine and cytosine basis. It was found that the
1,4-dihydroquinoxaline and 7,8-dimethylisoalloxazine molecules
could be used as a sensitizer. The low quantum yield efficiency
could be due to the formation of different geometrical structures
of the same compound with different optical properties. The
process of the self-reproducing lipid vesicle can be accompanied
by fluorescence.
Keywords: sensitizer, photodissociation
PACS: 82.39.Jn
KVANTINIS MECHANINIS
SAVISUSIDARANČIŲ SISTEMŲ, TURINČIŲ SAVYJE PEPTIDINIŲ NUKLEININIŲ
RŪGŠČIŲ, SENSITIZERIŲ IR LIPIDŲ PREKURSORIŲ MOLEKULES, TYRIMAS
J. Tamulienė, A. Tamulis
Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos
institutas, Vilnius, Lietuva
Atlikus 1.4-di(N,N-dimetilamino)naftaleno,
1,4-dihidrochinoksalino ir 7,8-dimetilizoaloksazino molekulių
kvantinės chemijos teorinius tyrimus, teigiama, kad jos gali būti
panaudotos kaip sensitizeriai. Tie sensitizeriai įjungiami į
peptidinės nukleininės rūgšties (PNR) grandinėlę tam, kad vyktų
lipidų prekursorių molekulių fotodisociacija, kuri būtina
biomolekulinių robotų savaiminiam dauginimuisi. Remiantis tyrimų
rezultatais parodyta, kad lipido prekursoriaus molekulės
fotodisociacijos reakcijos kvantinė išeiga gali būti nedidelė dėl
vienodos energijos, bet skirtingos geometrinės sandaros junginių
susidarymo. Kita vertus, vykstant aukščiau minėtai
fotodisociacijos reakcijai gali būti pastebima fluorescencija.
References / Nuorodos
[1] M. Sipper, Artificial Life 4, 237 (1998),
http://dx.doi.org/10.1162/106454698568576
[2] H.C. Morris, Typogenetic: A logic for artificial life, in: Artificial
Life, ed. C.G. Langton (Addison-Wesley, Renwood City, CA,
1989) pp. 369–395
[3] L. Varetto, J. Theor. Biology 160, 185 (1993),
http://dx.doi.org/10.1006/jtbi.1993.1013
[4] J.A. Reggia, S.L. Armentrout, Hui-Hsien Chou, and Yun Peng,
Science 259, 5099 (1993),
http://dx.doi.org/10.1126/science.259.5099.1282
[5] R. Gestland, T. Cech, and J. Atkins, The RNA World (Cold
Spring Harbor, 1999)
[6] W. Jonston, W.P. Unrau, M. Lawrence, M. Glasner, and D. Bartel,
Science 292, 1319 (2001),
http://dx.doi.org/10.1126/science.1060786
[7] J. Szostak, D. Bartell, and P.L. Luisi, Nature 409, 387
(2001),
http://dx.doi.org/10.1038/35053176
[8] H. Suzuki, Artificial Life 6, 103 (2000),
http://dx.doi.org/10.1162/106454600568348
[9] L. Luisi, M. Giomini, M. Pileni, and B. Robinson, Biochim.
Biophys. Acta 947, 209 (1988),
http://dx.doi.org/10.1016/0304-4157(88)90025-1
[10] H. Morowitz, D. Deamer, and B. Heinz, Orig. Life Evol. Biosph.
18, 281 (1988),
http://dx.doi.org/10.1007/BF01804674
[11] S. Rassmunsen, L. Chen, M. Nilsson, and S. Abe, Artificial Life
9, 267 (2003),
http://dx.doi.org/10.1162/106454603322392479
[12] R. McWeeny and G. Dierksen, J. Chem. Phys.49, 4852
(1968),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1669970
[13] A.D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993),
http://dx.doi.org/10.1063/1.464913
[14] B. Miehlich, A. Savin, H. Stoll, and H. Preuss, Chem. Phys.
Lett. 157, 200 (1989),
http://dx.doi.org/10.1016/0009-2614(89)87234-3
[15] C. Lee, W. Yang, and R.G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785
(1988),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785
[16] J.P. Perdew, K. Burke, and Y. Wang, Phys. Rev. B 54,
16533 (1996),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.54.16533
[17] J.P. Perdew, J.A. Chevary, S.H. Vosko, K.A. Jackson, M.R.
Pederson, D.J. Singh, and C. Fiolhais, Phys. Rev. B 48, 4978
(1993),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.48.4978.2
[18] K. Burke, J.P. Perdew, and Y. Wang, in: Electronic Density
Functional Theory: Recent Progress and New Directions, eds.
J.F. Dobson, G. Vignale, and M.P. Das (Plenum, 1998)
[19] R. Krishnan, J.S. Binkley, R. Seeger, and J.A. Pople, J. Chem.
Phys. 72, 650 (1980),
http://dx.doi.org/10.1063/1.438955
[20] T. Clark, J. Chandrasekhar, G.W. Spitznagel, and P.V.R.
Schleyer, J. Comp. Chem. 4, 294 (1983),
http://dx.doi.org/10.1002/jcc.540040303
[21] V.A. Rassolov, M.A. Ratner, J.A. Pople, P.C. Redfern, and L.A.
Curtiss, J. Comp. Chem. 22, 976 (2001),
http://dx.doi.org/10.1002/jcc.1058.abs
[22] A.D. McLean and G.S. Chandler, J. Chem. Phys. 72, 5639
(1980),
http://dx.doi.org/10.1063/1.438980
[23] V.A. Rassolov, J.A. Pople, M.A.Ratner, and T.L. Windus, J.
Chem. Phys. 109, 1223 (1998),
http://dx.doi.org/10.1063/1.476673
[24] R. Bauernschmitt and R. Ahlrichs, Chem. Phys. Lett. 256,
454 (1996),
http://dx.doi.org/10.1016/0009-2614(96)00440-X
[25] R.E. Stratmann, G.E. Scuseria, and M.J. Frisch, J. Chem. Phys.
109, 8218 (1998),
http://dx.doi.org/10.1063/1.477483
[26] M.E. Casida, C. Jamorski, K.C. Casida, and D.R. Salahub, J.
Chem. Phys. 108, 4439 (1998),
http://dx.doi.org/10.1063/1.475855