Estudio del espectro de infrarrojo y la relajación vibracional de péptidos en disolución acuosa= Study of the IR spectrum and the vibrational relaxation of peptides in water solution

Abstract

En la presente tesis presentamos un estudio teórico del espectro infrarrojo y de la relajación vibracional de péptidos modelo disueltos en agua. Los péptidos son descritos utilizando campos de fuerza estándar de Mecánica Molecular y también Hamiltonianos electrónicos semiempíricos. El analisis de los ujos de energía vibracional intra e intermoleculares se realiza utilizando los Modos Normales Instantáneos. Así mismo se propone una nueva metodología para trazar su identidad durante la dinámica de relajación. Los tiempos de relajación obtenidos en nuestras simulaciones se encuentran en un acuerdo excelente con las medidas experimentales. También se describe la importancia relativa de los diferentes caminos de relajación, la velocidad de transferencia de energía hacia el disolvente y los cambios conformacionales de los péptidos. Palabras clave: Transferencia de energía, procesos de relajación, espectroscopía molecular, péptidos. Abstract In this thesis we present a theoretical study of the IR spectrum and the vibrational relaxation of model peptides solved in water. The peptides are described using standard Molecular Mechanics and Semiempirical Hamiltonian force elds. The analysis of the intra e intermolecular vibrational energy ows is carried out using the Instantaneous Normal Modes. A new methodology is proposed to track their identity during the relaxation dynamics. The relaxation lifetimes derived from our simulations are shown to be in excellent agreement with the experimental measurements. The relative importance of the di erent relaxation pathways, the rate of the energy transfer into the solvent and the conformational changes of the peptides are also described. Keywords: Energy transfer, relaxation processes, molecular spectroscopy, peptides.