Density-based one-dimensional model potentials for strong-field simulations in He\text{He}, H2+\text{H}_{2}^{+} and H2\text{H}_{2}

We present results on the accurate one-dimensional (1D) modeling of simple atomic and molecular systems excited by strong laser fields. We use atomic model potentials that we derive from the corrections proposed earlier using the reduced ground state density of a three-dimensional (3D) single-active electron atom. The correction involves a change of the asymptotics of the 1D Coulomb model potentials while maintaining the correct ground state energy. We present three different applications of this method: we construct correct 1D models of the hydrogen molecular ion, the helium atom and the hydrogen molecule using improved parameters of existing soft-core Coulomb potential forms. We test these 1D models by comparing the corresponding numerical simulation results with their 3D counterparts in typical strong-field physics scenarios with near- and mid-infrared laser pulses, having peak intensities in the $10^{14}-10^{15}\,\mathrm{W/cm}^2$ range, and we find an impressively increased accuracy in the dynamics of the most important atomic quantities on the time scale of the excitation. We also present the high-order harmonic spectra of the He atom, computed using our 1D atomic model potentials. They show a very good match with the structure and phase obtained from the 3D simulations in an experimentally important range of excitation amplitudes

Peptid nukleinsavak szerkezete - elméleti számítások = Peptide Nucleic Acids - Theoretical Approach

Megállapítottuk, hogy a 3- és 5-metil-6-aminouracil mesterséges nukleobázisok (NB-ok) valamely természetes bázissal alkotott bázispárja energetikailag az A-T párhoz áll közel. Néhány esetben azt tapasztaltuk, hogy képesek a G-C párhoz hasonló kölcsönhatási energiára. DNS-be, RNS-be építve a mesterséges NB-ok inkább az A-T párhoz közeli kölcsönhatást alakíthat ki, nagyobb konformációs szabadsággal bíró PNS esetében már könnyebben előállhatnak a nagyobb kötésenergiájú geometriák is. Így PNS-ben alkalmazásuk alternatívát jelenthet a C, vagy G NB-okkal való párképzésre. PNS di- és tetrapeptidmodellek energetikailag legjobb szerkezeteit és a legfontosabb intramolekuláris kölcsönhatásokat határoztuk meg elméleti módszerekkel. 3,5,7 egység hosszú PNS lánc középső monomer egységében meghatároztuk a bázis síkjának és a linker részen megadott sík relatív orientációját módosított xantinil bázis két tautomerjénél. Kidolgoztunk egy kiértékelési eljárást, amely alkalmas a PNS konformációs terének elemzésére. A PNS duplexben a H-híd kötések és a pi-stacking töltés eltolódást okoz, amelynek hatása van a szálak és a bázisok közötti kölcsönhatásokra. Peptid, PNS modellek és duplex fém ionnal (Cu2+, Zn2+) alkotott komplexek szerkezetét elméleti módszerekkel tanulmányoztuk. Új modellt dolgoztunk ki GC állófázis polaritásának leírására és spermidin-PNS molekulák polisziloxánokon történő megkötődésére. PNS és peptid modellek kötődését tanulmányoztuk HSP90 fehérjén dokkolással. | The base pairs (BPs) of 3- and 5-methyl-6-aminouracils with natural nucleobases (NBs) was studied theoretically. The interaction energy (Einter) of the BPs was analyzed using a quantitative bond energy decomposition scheme. The results show that the Einter of an artificial-natural BP is mostly close to the Einter of the A-T. Incorporating the 6-aminouracils into DNA/RNA strands, we expect Einter similar to that of the A-T BP. In PNA the orientation of the NB are strongly influenced by the flexibility of the linker part between the main-chain and the NB. Two tautomeric forms were introduced (7H,9H) of 3-xanthinyl (3X), where in case of the 9H compound allows for an additional intramolecular bond between the linker and the NB part of the PNA monomer. Structures were examined by our method, which is the generalization of the Ramachandran-protocol. 9H tautomer was found to have a special orientation stabilized by the extra intermolecular interaction. The best conformations of PNS dipeptide models (A,T,C,G,U) and Ac-XGG(A)-NHMe tetrapeptide models were analyzed by MM, semiempirical QC and ab initio/DFT methods. Interactions (H-bonds, pi-stacking) in PNA.PNA and PNA.DNA duplexes were analyzed as well as the interactions of metal ions (Cu2+, Zn2+) on the structure of duplexes, monomers and small peptides. New models were developed on the polarity of stationary phases and binding of biopolymers on polysiloxanes. Binding of peptide derivatives was theoretically described on HSP90