Spettroscopia vibrazionale e simulazioni computazionali dell'L-asparagina

Abstract

Scopo della tesi è lo studio della molecola di L-Asparagina solida e in soluzione acquosa mediante spettroscopia vibrazionale e calcoli quantomeccanici ab initio. I risultati sperimentali sono stati supportati e confrontati con quelli teorici, ottenuti sia con metodi statici sia con metodi di dinamica molecolare ab initio (AIMD). Sperimentalmente, l’L-Asparagina anidra in forma cristallina e l’L-Asparagina in soluzione acquosa sono state indagate tramite spettroscopia infrarossa nella regione spettrale tra 4000 e 400 cm-1 e spettroscopia Raman nella regione spettrale tra 1700 e 400 cm-1, rispettivamente. I calcoli ab initio statici sono stati eseguiti ai livelli di teoria HF/6-311++G** e DFT-PBE0/SNSD e per la molecola in soluzione il solvente è stato trattato sia a livello implicito, mediante il “Polarizable Continuum Model”, sia a livello esplicito, sia con un approccio misto. Le simulazioni di AIMD nell’insieme canonico NVT sono state condotte adottando le condizioni periodiche al contorno e utilizzando il funzionale BLYP accoppiato ai basis set di tipo gaussiano DZVP-MOLOPT e agli pseudopotenziali GTH. La caratterizzazione teorica e sperimentale di un amminoacido in soluzione può rappresentare il punto di partenza per la modellazione di sistemi biologici di dimensioni maggiori (es. peptidi e proteine), utile per studi negli ambiti biochimico e medico – farmaceutico.