Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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SYBM: Physik biologischer Materie

SYBM 401: Physics of biological matter: Poster

SYBM 401.8: Poster

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

Protonenbarrieren in Systemen mit Wasserstoffbrückenbindungen: Eine vergleichende DFT-Studie — •Lars Ismer, Joel Ireta, Jörg Neugebauer und Matthias Scheffler — Fritz-Haber-Institut der MPG, Berlin

Protonentransport und Wasserstoffbrücken nehmen eine Schlüsselrolle bei der Funktionalität von Biomolekülen ein. Ein leistungsfähiges Werkzeug zur Beschreibung solcher Systeme ist die Dichtefunktionaltheorie. Die Genauigkeit der Methode hängt jedoch stark von der Wahl des Austausch-Korrelations-Funktionals und der Wahl der Basisfunktionen ab. Wir haben daher für drei Modellsysteme (Polyalanin, Formamid-Wasser und Malonaldehyd mit jeweils schwachen (3.5 kcal/mol), mittleren (5 kcal/mol) und starken (26 kcal/mol) Wasserstoffbrückenbindungen) die Struktur und Bindungsenergie für die Gleichgewichtsgeometrie und die Barrierenkonfiguration für Protonentransfer berechnet. Um Basissatzprobleme zu eleminieren wurden als Basis ebene Wellen mit sehr hohem Energiecutoff (90Ry) verwendet. Ein Vergleich mit quantenchemischen Rechnungen zeigt eine gute Übereinstimmung für schwach gebundene Systeme, wohingegen bei mittelstark bis stark gebundenen Systemen Protonenbarrieren signifikant unterschätzt werden.