Intermolecular interactions studied by NMR spectroscopy and advanced quantum-chemical calculations
Project goals
The aim of the project is to bring new information about structural adaptations of biologically important molecules induced by a binding partner capable of hydrogen bonding and about intermolecular hydrogen bonds and nuclear quantum delocalisation of hydrogen atoms involved in these bonds. A methodology based on NMR experiments for the determination of free energy changes and structural changes (conformational and tautomeric-form changes) upon hydrogen bond formation will be developed. Newly prepared modified nucleobases with various donor-acceptor hydrogen bonding patterns will serve as the model compounds. The experimental data will be complemented with quantum-chemical calculations based on path-integral molecular dynamics simulations that involve nuclear quantum effects, such as tunnelling of hydrogen atoms. The developed methods will be applied for gaining new insights into the induced-fit mechanism, and into the energetics and structural changes induced by intermolecular interactions of natural and modified nucleobases and other biologically important molecules.
Keywords
NMR spectroscopymolecular dynamicsorganic synthesisweak interactionshydrogen bondingnuclear quantum effects
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-11851S
Alternative language
Project name in Czech
Intermolekulární interakce studované pomocí NMR spektroskopie a pokročilých kvantově chemických výpočtů
Annotation in Czech
Cílem projektu je získat nové informace o strukturních adaptacích biologicky důležitých molekul vyvolaných interakcí s dalšími molekulami. Studovány budou především interakce prostřednictvím vodíkových vazeb. Dalším cílem je získat nové informace o nukleární kvantové delokalizaci vodíkových atomů v těchto vazbách. Bude vyvinuta metodologie založená na NMR experimentech pro určování změn volné energie a strukturních změn (změny konformační a tautomerní rovnováhy) vyvolaných mezimolekulovými interakcemi. Jako modelové látky budou sloužit nové modifikované báze nukleových kyselin s různým uspořádáním donorů a akceptorů vodíkových vazeb. Experimentální data budou doplněna kvantově chemickými výpočty založenými na simulacích molekulové dynamiky s dráhovými integrály, které zahrnují nukleární kvantové efekty jako je tunelování vodíkových atomů. Vyvinuté metody budou použity k získání nového náhledu na mechanismus indukovaného přizpůsobení a na energetické a strukturní změny vyvolané interakcemi přirozených a modifikovaných bází nukleových kyselin a dalších biologicky důležitých molekul.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2020
Project status
—
Latest support payment
Apr 24, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP21-GA0-GA-R/11:1
Data delivery date
Feb 22, 2021
Finance
Total approved costs
5,244 thou. CZK
Public financial support
4,707 thou. CZK
Other public sources
537 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 244 CZK thou.
Public support
4 707 CZK thou.
89%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2020