مطالعه ساختار سه بعدی نوروترانسمیترها

در این پایان نامه ساختار محلول گابا در فاز آبی و آلی و برخی خواص ترمودینامیکی در محلول هایی با ‏غلظت های متفاوت از گابا در حلالهای آب و تری فلوئورواتانول بررسی شد. نتایج بخش اول بررسی ها به کمک ‏تحلیل توابع توزیع شعاعی، نشان داد گابا در فاز محلول به دلیل اثر کازموتروپیک منجر به افزایش پیوندهای ‏هیدروژنی و برهم کنش میان مولکول های آب می شود. اما، حضور گابا در تشکیل ساختارهای موضعی دیمری و ‏تریمری مولکول های آب اخلالی ایجاد نمی کند. از طرفی مولکول گابا با شکستن برخی پیوندهای هیدروژنی ‏میان مولکول های آب، خود نیز بر هم کنش قوی هیدروژنی با آنها برقرار می کند و کاملا آب پوشی می شود. در ‏این برهم کنش ها آب نقش دهنده بهتری را نسبت به گابا بازی می کند. می توان گفت افزایش غلظت تری فلوئورواتانول نیز تمامی برهم کنش های میان مولکول های آب و گابا را تقویت می کند. همچنین گابا با این که ‏بر هم کنش قوی ای با مولکول های تری فلوئورواتانول ندارد، بر هم کنش میان مولکول های تری فلوئورواتانول را ‏دستخوش تغییر می کند. به این صورت که متناسب با افزایش غلظت تری فلوئورواتانول تا کسر مولی 0.14 شاهد ‏افزایش ارتفاع بر هم کنش ها هستیم و پس از آن تا محلول خالص بر هم کنش ها کاهش می یابد. به نظر می رسد ‏در محلول های رقیق از تری فلوئورواتانول غلظت بالای آب در محیط منجر به آبپوشی و شکسته شدن ‏پیوندهای هیدروژنی مولکول های تری فلوئورواتانول می شود. اما، در محلول های غلیظتر طبیعت آبگریزی ‏مولکول های تری فلوئورواتانول بیشتر از تمایل به داشتن پیوند هیدروژنی منجر به تجمع می شود. با استفاده از ‏توابع توزیع شعاعی به دست آمده برخی اطلاعات ساختاری نیز به دست آمد که نشان دهنده فواصل تعادلی ‏میان برخی اتم های مولکول های گابا و آب است. در قسمت بعد با اعمال محدودیت پیچش روی دو زاویه ‏پیچشی ابتدا و انتهای مولکول تغییرات انرژی سیستم را به صورت تابعی از تغییرات دو زاویه پیچشی دیگر ‏بررسی شد که نتیجه نشان داد پایدارترین حالت مربوط به ساختاری است با زوایای پیچشی 155.7- و 62.9- ‏. ‏در انتهای این بخش با محاسبه انحراف جذر میانگین مربع، میزان پایداری ساختار های شبیه سازی ها سنجیده ‏شد. با توجه به افت و خیز مشاهده شده در محدوده قابل قبول، صحت شبیه سازی ها تائید شد.‏ در بخش دوم، بررسی های ترمودینامیکی برای محلول هایی با غلظت های مختلف از گابا در فاز آبی و در ‏محیط تری فلوئورواتانول انجام شد. پتانسیل نیروی میانگین برای محلول ها به عنوان تابعی از فاصله میان مرکز ‏جرم دو مولکول گابا محاسبه شد.‏ منحنی پتانسیل نیروی میانگین محلول های تری فلوئورواتانول مشخصه گونه هایی با بر هم کنش های آبگریز را دارد و شامل چندین کمینه و بیشینه است که نشان دهنده تجمع مولکول گابا در این ‏حلال است. اما، ساختار خود تجمعی قابل توجهی در محیط آبی و به خصوص در غلظت های کم گابا دیده ‏نمی شود. ثابت تجمع تعادلی برای محلول های گابا در محیط تری فلوئورواتانول به مراتب بالاتر از محلول های ‏آبی است. بنابراین، در حضور تری فلوئورواتانول نیاز به انرژی بیشتری برای تفکیک مولکول های گابا است. اما، ‏به طور کلی افزایش غلظت گونه به تنهایی تاثیر مستقیم بر افزایش تجمع ندارد.‏ مطالعات تجربی انجام شده بر روی گابا مدعی است، میزان یادگیری و قدرت حافظه رابطه ‏مستقیمی با غلظت گابا در فضای سیناپسی دارد. هرچه غلظت گابا در فضای سیناپسی بیشتر باشد، پاسخ ‏دهی گیرنده ها بیشتر و قدرت سیناپس برای شکل گیری حافظه جدید بیشتر می شود و از این رو، می تواند ‏تاثیر مستقیم بر بهبود بیماری آلزایمر داشته باشد. بنابر این، اگر امکان شبیه سازی سد خونی مغز میسر شود ‏‏(در حال حاضر فعالیت هایی در این زمینه در دانشگاه‎ ‎ایلینوی به سرپرستی دکتر تاج خورشید در حال انجام ‏است)، قدم بعدی می تواند بررسی شرایط و غلظت بهینه ای از دارو باشد که که بیشترین تجمع را در فضای ‏سیناپسی اعصاب مغزی از خود نشان می دهد.‏