Razvili smo programski paket za variacijsko reševanje stacionarne vibracijske Schroedingerjeve enačbe na splošni potencialni hipeploskvi. Program smo preizkusili na treh zananih vibracijskih problemih: inverzija amoniaka, valenčno nihanje skupine OH v kratki vodikovi vezi v trdnem natrijevem hidrogen bis-sulfatu ter protonska dinamika v sojini lipoksigenazi-1. Ujemanje izračunanih vibracijskih nivojev in drugih količin z eksperimentalnimi podatki ter prejšnjimi računi je zelo dobro. Programski paket v obliki odprte kode je na voljo zainteresiranim uporabnikom.
COBISS.SI-ID: 4847642
Z vibracijsko spektroskopijo in Car-Parrinello molekulsko dinamiko smo študirali naravo hidratacije histamina v monoprotonirani obliki. Študija je pokazala, da alkilna aminoskupina tvori močnejše vodikove vezi kot obročna NH skupina. Študija je pomembna za razumevanje histaminskega transporta in aktivacijo histaminskega receptorja.
COBISS.SI-ID: 4658202
Na osnovi kvantnokemijskih izračunov smo predlagali in kvantificirali nov dvostopenjski hidridni mehanizem za deaminacijo aminov, ki jih katalizira MAO. Prvi korak, ki določa hitrost, je sestavljen iz prenosa hidridnega iona s substratnega alfa-ogljikovega atoma na N5, čemur sledi tvorba adukta z nastalim kationom. Naslednji korak je deprotonacija flavina, ki jo omogočata dve molekuli vode v aktivnem mestu. Nastane reducirani flavin FADH2 in nevtralni imin. Predlagani mehanizem je v skladu z vsemi eksperimentalnimi študijami in izključuje nukleofilni in enoelektronski radikalski mehanizem. Rezultati so pomembni za mehanistične študije ostalih flavoencimov in načrtovanje novih antidepresivov in antiparkinsonikov.
COBISS.SI-ID: 5142810
Da bi dobili vpogled v naravo encimske katalize MAO, smo študirali pKa vrednosti treh relevantnih tirozinskih aminokislinskih preostankov v aktivnem mestu MAO B. Izračune smo naredili z vezanim dopaminom in brez njega. pKa vrednosti aminokislinskih preostankov Tyr188, Tyr398 in Tyr435, kakor tudi dopamina, so povišane glede na vrednosti v vodni raztopini, kar je dokaz, da Tyr aminokislinski preostanki ne morejo delovati kot akceptorji protonov. Spremenjene pKa vrednosti Tyr lahko razložimo z dvema efektoma. Vezava sorazmerno velike molekule dopamina znižuje pKa vrednosti tirozina, z vezavo pa je povezano izrivanje molekul vode, kar pKa dviga. Zadnji prispevek je močnejši, kar ima za posledico povišanje pKa vrednosti. Dopamin je v aktivnem mestu najraje v protonirani obliki, vendar je prosta energije deprotonacije majhna. Študija je pomembna za načrtovanje novih in izboljšanih inhibitorjev MAO B
COBISS.SI-ID: 4948506
Z računalniškimi metodami smo izvedli dosledno študijo sedmih mogočih mehanizmov ireverzibilne inhibicije monoamino-oksidaze B (MAO B) z acetilenskimi inhibitorji. Pokazali smo, da je najbolj verjeten anionski mehanizem, po katerem je pri inhibiciji udeležen terminalni ogljikov atom. Ugotovili smo tudi, da kationski in radikalski mehanizem nista najbolj verjetna. Rezultati te študije so uporabni za načrtovanje novih učinkovin za zdravljenje Parkinsonove bolezni.
COBISS.SI-ID: 4788506