Studio computazionale di spettri vibrazionali di timina con metodi QM/MM

In this thesis, the vibrational bands related to the stretching of the carbonyl group of methylguanine, a modified form of the nucleobase guanine, and the dG10 oligomer, composed of ten guanine residues, were obtained using a hybrid quantum mechanics/molecular mechanics approach. The aim was to evaluate the effect of changing the force field model for water used in classical molecular dynamics simulations on the position and profile of the vibrational band associated with this specific normal mode of interest. First, classical molecular dynamics simulations were performed on the biochemical systems, followed by the calculation of vibrational bands using the Perturbed Matrix Method (PMM). The results provide insights into the influence of solvent models on vibrational frequencies and emphasize the importance of force fields in accurately predicting these interactions. This work contributes to a better understanding of vibrational responses in biological systems and their potential applications in biosensor technologies.

In questo lavoro di tesi sono state ricavate, sfruttando un approccio ibrido quantum mechanics/molecular mechanics, le bande vibrazionali relative allo stretching del gruppo carbonilico della metilguanina, una forma modificata della base azotata guanina, e dell’oligomero dG10, formato da dieci residui di guanina. L’obiettivo consisteva nel valutare l’effetto del cambiamento del modello di force field per l’acqua utilizzato nelle simulazioni di dinamica molecolare classica sulla posizione e sul profilo della banda vibrazionale associata a questo specifico modo normale di interesse. In primo luogo si sono svolte delle simulazioni di dinamica molecolare classica sui sistemi biochimici, per poi ottenere le bande vibrazionali attraverso il Perturbed Matrix Method (PMM). I risultati forniscono indicazioni sull’influenza dei modelli di solvente sulle frequenze vibrazionali e sottolineano l’importanza dei force field nel predire accuratamente queste interazioni. Questo lavoro contribuisce alla comprensione delle risposte vibrazionali nei sistemi biologici e delle loro potenziali applicazioni nelle tecnologie dei biosensori.