Photochemistry and photophysics of chemical and biologically relevant systems: mechanisms, dynamics and methodologies

Abstract

El proyecto presentado en esta Tesis se basa en la aplicación y desarrollo de métodos teóricos y computacionales con el fin de describir la fotoquímica y la fotofísica de compuestos moleculares químicos y de relevancia biológica. Más detalladamente, se lograron los siguientes objetivos: i.Aplicación de la metodología CASPT2//CASSCF al estudio de un modelo de la conformación giro-beta, formado por dos glicinas enlazadas a través de un enlace de hidrógeno. Se consiguieron calcular los caminos de mínima energía encontrados a partir de la irradiación UV que permiten finalmente, la disipación de la energía de excitación como energía vibracional. ii.Aplicación de la metodología CASPT2//CASSCF/AMBER al estudio de mecanismos de fotoestabilidad en la proteína gamma-B-cristalina, que forma (junto con otras proteínas cristalinas) el cristalino del ojo humano. Especialmente, se destaca el papel que puede jugar el elemento denominado "Tyrosine corner", una parte seleccionada de la cadena proteica que permite un giro de aproximadamente 180? a través de un enlace de hidrógeno entre la cadena principal y el grupo lateral de una tirosina. iii.Desarrollo de un método de determinación cuantitativa de la energía de excitación de un cromóforo con diferente sustitución, en el caso de que la sustitución química afecte al cromóforo solo a nivel estructural y no a la naturaleza electrónica del estado excitado considerado. iv.Tratamiento de los efectos del entorno sobre un interruptor molecular inducido por luz, como fuerzas externas que actúan en los dos extremos del cromóforo. En el caso del azobenceno (uno de los interruptores moleculares inducidos por luz más empleado), los isómeros cis y trans muestran una fotosensibilidad considerable respecto a las fuerzas aplicadas, permitiendo la modulación de la longitud de onda del máximo de absorción.