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SYBM: Physik biologischer Materie

SYBM 401: Physics of biological matter: Poster

SYBM 401.17: Poster

Dienstag, 12. März 2002, 18:00–19:30, H37

Dynamische Simulation des Protonentransport in Biomolekuelen — •Volkhard Helms, Markus Lill und Tomaso Frigato — Max-Planck-Institut fuer Biophysik

Klassische Molekueldynamik (MD)-Simulationen wurden um instantanes Protonenhopping ergaenzt um Protonentransportprozesse in Biomolekuelen zu simulieren. Die Transferwahrscheinlichkeiten wurden an quantenchemischen Rechnungen fuer Modellsysteme kalibriert (Lill,Helms, J.Phys.Chem.A 104 p.8283, J.Chem.Phys. 115 p.1125,p.7985,p.7993) und als einfache analytische Funktionen der chemischen Natur von Donator und Akzeptor, des Abstands zwischen Donator und Akzeptor, und der relativen Stabilisierung der beiden Zustaende durch die Umgebung parametrisiert. MD-Simulationen mit dynamischen Aenderungen der Protonierungszustaende koennen nun mit weniger als 50 zusaetzlichem Rechenaufwand gegenueber gewoehnlichen MD-Simulationen durchgefuehrt werden. Sehr gute Uebereinstimmung wurde beobachtet zwischen den simulierten und experimentellen Werten fuer die Protonentransferrate in Wasser und die Diffusionsgeschwindigkeit eines Protons. Eine erste Anwendung fuer einen mehrstufigen Protonentransferprozess in einem Protein ist die Simulation des Protonenshuttles zwischen Chromophor und dem nahegelegenen Glu222 im Wildtyp des gruen fluoreszierenden Proteins (GFP).