Transporte eletrônico e propriedades termodinâmicas de nanobiomoléculas

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Nesta tese, investigamos a transmissividade e as características de corrente como função da diferença de potencial, no contexto da ligação forte, em seqüências de dupla fita do DNA. Com o intuito de investigar a relevância das correlações subjacentes nas distribuições dos nucleotídeos, comparamos os resultados de uma seqüência genômica do DNA com duas seqüências artificiais (Fibonacci e Rudin-Shapiro, que apresentam correlação de longo alcance) e uma seqüência aleatória, protótipo de sistemas de correlação de curto alcance. A seqüência aleatória utilizada apresenta a mesma correlação de pares de primeiros vizinhos que a seqüência do DNA humano. Observamos que a característica de correlação de longo alcance é importante para o espectro de transmissividade, apesar das curvas IXV serem mais influenciadas por correlações de curto alcance. Neste trabalho, analisamos também as propriedades térmicas e eletrônicas de uma seqüencia α-hélice, obtida de um peptídeo α3, o qual apresenta a seguinte seqüência unidimensional (Leu-Glu-Thr-Leu-Ala-Lys-Ala)3 (estrutura primária). Cálculos ab initio quânticos são utilizados para obter as energias dos orbitais moleculares mais altos (HOMO, highest occupied molecular orbital), bem como suas integrais de transferências de cargas quando a seqüência α-hélice forma uma estrutura fibrosa (variante 5Q) e não fibrosa (variante 7Q), as quais podem ser observadas através de microscopia eletrônica de transmissão. A diferença entre as duas estruturas é que a estrutura 5Q (7Q) apresenta a substituição Ala → Gln na 5a (7a) posição, respectivamente. Nós estimamos, teoricamente, a densidade de estado bem como o espectro de transmissão eletrônico dos peptídeos, utilizando um Hamiltoniano no formalismo da ligação-forte juntamente com a equação de Dyson. Além disso, nós resolvemos a equação de Schrödinger dependente do tempo para obter o espalhamento de um pacote de onda inicialmente localizado. Nós calculamos também o comprimento de localização e, por fim, o calor específico quântico. Vale lembrar que a formação de proteínas fibrosas podem estar associadas à doenças, de forma que as importantes diferenças observadas no estudo das propriedades eletrônicas de transporte nos encorajam a sugerir este método como uma ferramenta de diagnóstico molecular

ASSUNTO(S)

-hélice α α quantum specific heat tight-binding hamiltonian quantum specific heat tight-binding hamiltonian hopping mechanism hopping mechanism dna molecule dna molecule fisica -hélice eletronic proerties eletronic proerties

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