Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes

A theoretical study of the hydrolysis of a β-lactam antibiotic was carried out in gas phase at different levels of theory. Later, the reaction was studied in solution, describing the sub-set of atoms of the QM region with semiempirical and density functional theory methods while classical force fiel...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Meliá Fortuño, Concepción
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2017
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/455140
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/455140
http://dx.doi.org/10.6035/14026.2017.151536
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Química Física
Química teorica
Modelización Computacional
Enzimas
Química
54
544
id ES_e1969ee7fd4a775e472bc54006ebe8ee
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/455140
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymesMeliá Fortuño, ConcepciónQuímica FísicaQuímica teoricaModelización ComputacionalEnzimasQuímica54544A theoretical study of the hydrolysis of a β-lactam antibiotic was carried out in gas phase at different levels of theory. Later, the reaction was studied in solution, describing the sub-set of atoms of the QM region with semiempirical and density functional theory methods while classical force fields were used to describe the explicit solvent water molecules. QM/MM Molecular Dynamics simulations were used to generate the potential of mean force for the reaction in solution. The mechanism of hydrolysis of two antibiotics were explored in the active site of a mononuclear β lactamase. QM/MM methods have been applied to the study of an enzyme belonging to the family of copper monooxygenases. In particular the mechanism of hydroxylation by peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase was the subject of the study. Due to the electronic complexity of the system, ab initio MD simulations were required in order to get a proper description of the reaction.Se realizó un estudio teórico de la hidrólisis de un antibiótico β-lactámico en vacio a diferentes niveles de cálculo. A continuación la reacción se estudió en disolución acuosa utilizando métodos semiempíricos y métodos basados en la teoría del funcional de la densidad para describir el subconjunto de átomos de la región QM, las moléculas de agua se describieron de forma discreta con campos de fuerza clásicos. Se utilizaron simulaciones de dinámica molecular con potenciales híbridos QM/MM para generar el potencial de fuerza media para la reacción en disolución. Se exploró el mecanismo de hidrólisis de dos antibióticos en el centro activo de una enzima β lactamasa. Y se estudió una enzima de la familia de las monooxigenasas de cobre. El objeto de estudio fue el mecanismo de hidroxilación por la peptidilglicina α-monooxigenasa hidroxilante. Fue necesario simulaciones de MD ab initio con el fin de obtener una descripción adecuada de la reacción.Programa de Doctorat en Química Teòrica i Modelització ComputacionalUniversitat Jaume IMoliner Ibáñez, VicentFerrer Castillo, SilviaUniversitat Jaume I. Departament de Química Física i Analítica201720172017info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion159 p.application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/455140http://dx.doi.org/10.6035/14026.2017.151536TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/4551402026-06-14T12:46:07Z
dc.title.none.fl_str_mv Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
title Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
spellingShingle Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
Meliá Fortuño, Concepción
Química Física
Química teorica
Modelización Computacional
Enzimas
Química
54
544
title_short Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
title_full Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
title_fullStr Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
title_full_unstemmed Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
title_sort Quantum Mechanics/Molecular Mechanics modeling of biological relevant reactions catalyzed by enzymes
dc.creator.none.fl_str_mv Meliá Fortuño, Concepción
author Meliá Fortuño, Concepción
author_facet Meliá Fortuño, Concepción
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Moliner Ibáñez, Vicent
Ferrer Castillo, Silvia
Universitat Jaume I. Departament de Química Física i Analítica
dc.subject.none.fl_str_mv Química Física
Química teorica
Modelización Computacional
Enzimas
Química
54
544
topic Química Física
Química teorica
Modelización Computacional
Enzimas
Química
54
544
description A theoretical study of the hydrolysis of a β-lactam antibiotic was carried out in gas phase at different levels of theory. Later, the reaction was studied in solution, describing the sub-set of atoms of the QM region with semiempirical and density functional theory methods while classical force fields were used to describe the explicit solvent water molecules. QM/MM Molecular Dynamics simulations were used to generate the potential of mean force for the reaction in solution. The mechanism of hydrolysis of two antibiotics were explored in the active site of a mononuclear β lactamase. QM/MM methods have been applied to the study of an enzyme belonging to the family of copper monooxygenases. In particular the mechanism of hydroxylation by peptidylglycine α-hydroxylating monooxygenase was the subject of the study. Due to the electronic complexity of the system, ab initio MD simulations were required in order to get a proper description of the reaction.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017
2017
2017
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/455140
http://dx.doi.org/10.6035/14026.2017.151536
url http://hdl.handle.net/10803/455140
http://dx.doi.org/10.6035/14026.2017.151536
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 159 p.
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Jaume I
publisher.none.fl_str_mv Universitat Jaume I
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869422306336440320
score 15,300719

Similares en LA Referencia