Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A quantum chemical study of electronic circular dichroism in alanine oligopeptides
KTH, School of Engineering Sciences (SCI).
2018 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
En kvantkemisk studie av elektronisk cirkulär dikroism hos oligopeptider av alanin (Swedish)
Abstract [en]

Circular dichroism (CD) spectroscopy, exploiting the wavelength-dependentdifferential absorption of left- and right-handed circularly polarized light, isa popular method of protein characterization. Theoretically computed CDspectra from quantum mechanical computer models of peptides can widen theapplicability of the method. In this work, the usefulness of Time-DependentDensity Functional Theory (TD-DFT) with the CAM-B3LYP functional and6-31+G(d) basis set in obtaining CD spectra of model alanine α-helices 3to 15 residues long is investigated.  It is found that including 10 excitedstates per residue in the TD-DFT calculation resolves the characteristic partof the spectra sufficiently.  However, the results suffer from blueshift andimproper weakness of the 222 nm peak of the characteristic α-helix spectracorresponding to the n → π∗ transition, despite extension of the basis set to6-311++G(d,p) and use of the Polarizable Dielectric Continuum Model totreat solvent effects. In this case, these issues are limiting the usefulness ofTD-DFT for prediction of peptide CD spectra. More advanced methods totreat solvent interaction and benchmarking the performance of the functionalwith higher-level ab initio methods are suggestions for future studies.

A introduction to electronic structure theory and the use of time-dependentperturbation theory to treat spectroscopy is also given in this work.

Abstract [sv]

Cirkulär dikroism (CD), den våglängdsberoende skillnaden i absorption avvänster- och högercirkulärpolariserat ljus, utnyttjas i populära spektroskopis-ka metoder för att karakterisera proteiner. Teoretiskt beräknade CD-spektraerhållna från kvantmekaniska datormodeller av peptider kan vidga metodensapplicerbarhet. I detta arbete undersöks användbarheten hos tidsberoendedensitetsfunktionalteori (TD-DFT) med funktionalen CAM-B3LYP och bas-mängden 6-31+G(d) för beräkning av CD-spektra för modeller av α-helixarav alanin, 3 till 15 aminosyror långa. Det visas att beräkningar som inkluderar 10 exciterade tillstånd per alanin är tillräckliga för att erhålla den karakteristiska delen av spektrat hos α-helixar. Resultaten lider dock av blåskiftoch felaktig svaghet hos toppen vid 222 nm i det karakteristiska α-helix-spektrat motsvarande övergången n → π∗, trots utvidgning av basmängdentill 6-311++G(d,p) och användning av metoden Polarizable Dielectric Continuum Model (PCM) för att behandla inverkan från lösningsmedel. Dessabrister begränsar i detta fall användbarheten av TD-DFT för bestämningav strukturbestämning från CD-spektran. Förslag för framtida studier är attbehandla interaktion från lösningsmedlet med mer avancerade metoder samtatt kontrollera prestandan hos funktionalen med ab initio-metoder av högrenivå.

En introduktion till elektronstrukturteori och användningen av tidsberoendestörningsteori för att behandla spektroskopi ges även i detta verk.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 49
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2018-143
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-231763OAI: oai:DiVA.org:kth-231763DiVA, id: diva2:1229878
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-07-02 Created: 2018-07-02 Last updated: 2018-08-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2397 kB)12 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2397 kBChecksum SHA-512
f5d55203f583fc68d2c0ed6c2352ee4cf24d72994e61ff937a2afac2dde79ba387ea873526ca4761832fe8947f64bd2c72a59fcc757a7b03d7bf7daa9aad1060
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Engineering Sciences (SCI)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 12 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 115 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf