Quantum dynamic simulations of charge- and excitation energy transfer reactions in biological macromolecules: Establishing structure function relationships at an atomic level.

生物大分子中电荷和激发能量转移反应的量子动力学模拟：在原子水平上建立结构函数关系。

• 批准号: 5356447
• 负责人: Professor Dr. Thomas Renger
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Theoretische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5356447?language=en
• 关键词: Quantum; dynamic; simulations; charge; excitation

Das Forschungsvorhaben soll einen Beitrag zum Verständnis der primären Ladungs- und Energietransferreaktionen in biologischen Makromolekülen liefern. Ausgehend von den atomaren Strukturen der biologischen Systeme werden mit Hilfe von Techniken der Nichtgleichgewichtsquantenstatistik die Quantendynamik der elektronischen und der Schwingungsfreiheitsgrade einschließlich ihrer Wechselwirkung mit äußeren Laserfeldern beschrieben. Ein anderer wichtiger und neuer Aspekt dieses Projektes ist die Verknüpfung der dynamischen Theorien mit Methoden der Quantenchemie, der Elektrostatik inhomogener molekularer Systeme und Simulationen der Molekulardynamik und Normalmoden. Die mikroskopischen Modellierungen sollen die Eingangsparameter für die quantendynamischen Simulationen liefern. Zu diesem Zweck ist eine Zusammenarbeit mit der Gruppe Makromolekulares Modellieren von Prof. E. W. Knapp an der Freien Universität Berlin geplant. Die entwickelten Theorien und Simulationsmethoden sollen benutzt werden zum Studium von (i) Exzitonenrelaxation und -transfer in photosynthetischen Antennenkomplexen, (ii) Exzitonen- und Elektronentransfer im PS-2 Reaktionszentrum, (iii) Elektronentransfer in der DNA und (iv) Schwingungsenergietransfer in Proteinen.

Das Forschungsvorhaben soll einen Beitrag zum Verständnis der primären Ladungs- und Energietransferreaktionen in biologischen Makromolekülen liefern。生物学系统的原子结构的理解需要借助电子学的量子力学和非线性统计学的技术来实现，而非线性统计学则需要借助激光器来实现。这是一个新的、重要的课题，它是用量子化学方法、非均质分子系统静电学方法、分子动力学模拟方法和规范化方法对动力学理论进行研究的成果。微扰模型求解用于量子动力学模拟的参数。这是一个与E. W.克纳普在柏林的自由大学上学。研究（i）光合复合体中的电子弛豫和传递，（ii）PS-2反应中心中的电子和电子传递，（iii）DNA中的电子传递和（iv）蛋白质中的振动能量传递的理论和模拟方法的研究韦尔登。