Григоренко Белла Людвиговна, с.н.с., к.ф.-м.н.
Химический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова

Моделирование молекулярных превращений в ходе химических реакций методами квантовой химии позволяет получить информацию, недоступную из эксперимента, и существенно дополнить экспериментальные данные. Современные неэмпирические подходы квантовой химии достаточно надежно применяются для расчетов профилей реакций для систем с небольшим числом атомов (порядка десяти), и в основном предназначены для моделирования явлений в газовой фазе.

В серии работ последних лет [1-4] описано развитие и применение новых подходов к моделированию химических превращений в конденсированных средах, основанных на совместном использовании квантово-химических и молекулярно-механических (КМ/ММ) методов. В приложениях рассматриваются реакции в воде и в белковом окружении, причем молекулярные группы среды явно принимаются во внимание как частицы молекулярно-механической подсистемы, взаимодействующие с атомами реакционного центра. Сформулированы оригинальные алгоритмы нового метода КМ/ММ, доведенные до программной реализации. Расчеты выполняются на вычислительных кластерах и рабочих станциях лаборатории химической кибернетики Химического факультета МГУ и Вычислительного биомедицинского центра Национального института рака США.

В докладе обсуждаются результаты моделирования реакции OH^- + CO₂ HCO₃^- в воде [3], распада комплекса HXeOH в водных кластерах [4], реакции трипептида глютатиона с метанольным радикалом в воде.

Приводятся первые результаты моделирования ферментативных реакций: построение энергетического профиля полного каталитического цикла сериновых протеаз на примере трипсина, гидролиз гуанозинтрифосфата, протонный транспорт по цепям молекул воды.

[1] B.L.Grigorenko, A.V.Nemukhin, I.A.Topol, S.K.Burt //J.Phys.Chem.A, 2002, V.106, P.10663.
[2] A.V.Nemukhin, B.L.Grigorenko, A.V.Bochenkova, I.A.Topol, S.K.Burt //J.Molec.Struct.
(THEOCHEM), 2002, V.581, P.167.
[3] A.V.Nemukhin, I.A.Topol, B.L.Grigorenko, S.K.Burt //J.Phys.Chem.B, 2002, V.106, P.1734.
[4] A.Nemukhin, B.Grigorenko, L.Khriachtchev, H.Tanskanen, M.Pettersson, M.Rasanen //J.Amer.Chem.Soc., 2002, V.124, P.10706