Modeling two-dimensional infrared spectroscopy of hydrogen bonded systems

Studie naar waterstofbruggen

Waterstofbruggen zijn chemische bindingen, maar in tegenstelling tot andere bindingen, kunnen zij zeer snel breken en zich vormen terwijl zij sterk genoeg zijn om een systeem bij elkaar te houden. Ana Carvalho Vicente da Cunha bestudeerde de dynamica van waterstofbruggen door middel van computer simulaties, met als doel het ontrafelen van de eigenschappen van moleculaire structuren.  Een voorbeeld waar het belang van waterstofbruggen zijn eiwitten waar lange ketens van aminozuren opgevouwen zijn in functionele structuren die grotendeels bepaald worden door deze bindingen. De waterstofbrug heeft een gemiddelde lengte van 0.15 nanometer en een levensduur in de orde van picoseconden (een biljoenste van een seconde). Via tijdsopgeloste spectroscopische methoden is het mogelijk de evolutie van een systeem direct in tijd vastleggen zelfs als er snelle veranderingen plaatsvinden.

Het onderzoek van Carvalho Vicente da Cunha laat zien dat ieder bestudeerd waterstofbinding systeem specifieke eigenschappen laat zien van waterstofbruggen.  Opmerkelijk is dat uit één van de gepresenteerde studies blijkt dat sommige vloeistoffen zich organiseren als gevolg van waterstofbruggen. Deze informatie kan gebruikt worden om zeer labiele eiwitstructuren, met belangrijke biologische functies, na te bootsen.

Het promotieonderzoek van Ana Carvalho Vicente da Cunha vond plaats bij de afdeling Theorie van de Gecondenseerde Materie van het Zernike Institute for Advanced Materials, dat het onderzoek ook financierde. Zij werkt nu als postdoc aan de University of the Basque Country.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/a72b312d-5c00-4371-b702-f405569d6c44