[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. 369395
[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