بررسی تاثیر میدان الکتریکی خارجی بر نوروترنسمیتر های استیل کولین، دوپامین، گابا، گلوتامات و سروتونین با استفاده از روش تئوری تابعی چگالی
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی
محمد عرفان زند
1
,
محمدرضا بزرگمهر
2
,
محمد مومن هروی
3
,
صفر علی بیرم آبادی
4
1 - گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
2 - Rahnamaee Road, No. 24
3 - گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
4 - گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
کلید واژه: بهینه سازی, دوپامین, نوروترنسمیتر, توصیف گر کوانتومی,
چکیده مقاله :
امروزه سیستم عصبی در معرض میدان های الکتریکی مختلف ناشی از به کارگیری دستگاه های الکترونیک مختلف مثل تلفن همراه است. از طرفی، تاثیر این میدان های الکتریکی بر سیستم عصبی مشخص نیست و تحقیقات در این زمینه اهمیت دارد. در این مقاله، اثر اعمال میدان الکتریکی بر برخی از مهم ترین نوروترنسمیترهای سیستم عصبی به روش تئوری تابعی چگالی بررسی شده است. برای این منظور، ساختار نوروترنسمیترهای استیل کولین، دوپامین، گابا، گلوتامات و سروتونین با سطح B3LYP و تابع پایه 6-311++G** بهینه سازی شدند. سپس میدان های الکتریکی با شدت های مختلف از 0.001 تا 0.01 AU در گام های 0.001 به آنها اعمال شد. پارامترهای ساختاری و توصیف گرهای کوانتومی نظیر الکترون دوستی، انرژی یونش، پتانسیل شیمیایی، سختی، الکترونگاتیوی و الکتروفیلیسیتی نوروترنسمیترها محاسبه شد. همچنین تغییر بار جزئی اتم های تشکیل دهنده آنها در حضور میدان های الکتریکی مختلف بررسی گردید. نتایج نشان می دهد کم ترین سهم تغییرات بار در اتم های هیدروژن است. در کل، با افزایش میدان الکتریکی، انرژی الکترون خواهی، یونش و الکترو نگاتیوی افزایش و پتانسیل شیمایی و الکترو فیلیسیتی با کاهش همراه بود. سختی نیز در ابتدا با کاهش همراه بوده و در میدان های الکتریکی بالاتر میزان آن ثابت ماند.
Today, the nervous system is exposed to various electric fields caused by the use of various electronic devices such as mobile phones. On the other hand, the effect of these electric fields on the nervous system is not known and research in this field is important. In this article, the effect of applying an electric field on some of the most important neurotransmitters of the nervous system has been investigated by the method of density functional theory. For this purpose, the structure of neurotransmitters acetylcholine, dopamine, GABA, glutamate and serotonin were optimized with B3LYP level and 6-311++G** basis function. Then electric fields with different intensities from 0.001 to 0.01 AU in steps of 0.001 were applied to them. Structural parameters and quantum descriptors such as electron affinity, ionization energy, chemical potential, hardness, electronegativity and electrophilicity of neurotransmitters were calculated. Also, the partial charge change of their constituent atoms in the presence of different electric fields was investigated. The results show that the lowest contribution of charge changes is in hydrogen atoms. In general, with the increase of the electric field, the electronegativity increased, and the chemical potential and electrophilicity decreased.
_||_
