We employ a combined quantum mechanics (QM) and molecular dynamics (MD) approach for the computational study of charge transfer in DNA. Three key parameters that control the charge transfer rate were calculated: the donor-acceptor electronic coupling (Vda), the reorganization energy (Lamda), and the driving force (Delta_G). MD simulations of a number of DNA oligomers were used to quantify the effects of thermal fluctuation on these parameters. For the first time it is demonstrated that Vda is very sensitive to variations of the mutual position of the DNA base pairs. Lamda is shown to depend on the donor-acceptor distance and on details of environmental dielectric properties. Delta_G is found to be considerably affected by the local distribution of water molecules and counterions. We show that the thermal fluctuations of the surroundings of DNA play an important role in modulating the driving force Delta_G of charge transfer; in fact, these fluctuations are responsible for switching between G- and A-hopping mechanisms.     «

We employ a combined quantum mechanics (QM) and molecular dynamics (MD) approach for the computational study of charge transfer in DNA. Three key parameters that control the charge transfer rate were calculated: the donor-acceptor electronic coupling (Vda), the reorganization energy (Lamda), and the driving force (Delta_G). MD simulations of a number of DNA oligomers were used to quantify the effects of thermal fluctuation on these parameters. For the first time it is demonstrated that Vda is ve...     »

Anhand eines kombinierten quantenmechanischen und molekulardynamischen (MD) Ansatzes wurde der Transfer von Elektronlöchern in DNS untersucht. Hierzu wurden drei Schlüsselparameter berechnet: die elektronische Kopplung (Vda) von Donor und Akzeptor, die Reorganisierungsenergie (Lamda) und die Triebkraft (Delta_G). Mittels MD-Simulationen mehrerer DNS-Oligomere wurden die Auswirkungen thermischer Fluktuationen auf diese Parameter quantifiziert. Erstmals wurde gezeigt, dass Vda sehr empfindlich von der relativen Lage der DNS-Basenpaare abhängt. Lamda hängt vom Donor-Akzeptor-Abstand und den dielektrischen Eigenschaften der Umgebung ab. Delta_G wird besonders von der Verteilung der Wassermoleküle und Gegenionen in der Nähe von Donor und Akzeptor beeinflusst. Thermische Fluktuation der DNS-Umgebung können Delta_G für den Transfer von Elektronlöchern so modifizieren, dass A-Hopping möglich wird, während bei einer statisch-gemittelten Umgebung nur G-Hopping auftreten würde.     «

Anhand eines kombinierten quantenmechanischen und molekulardynamischen (MD) Ansatzes wurde der Transfer von Elektronlöchern in DNS untersucht. Hierzu wurden drei Schlüsselparameter berechnet: die elektronische Kopplung (Vda) von Donor und Akzeptor, die Reorganisierungsenergie (Lamda) und die Triebkraft (Delta_G). Mittels MD-Simulationen mehrerer DNS-Oligomere wurden die Auswirkungen thermischer Fluktuationen auf diese Parameter quantifiziert. Erstmals wurde gezeigt, dass Vda sehr empfindlich von...     »