ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОЛЕКУЛ ФЕРОМОНА СИБИРСКОГО ШЕЛКОПРЯДА МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
П.В. Артюшенко1,2,3, П.Е. Цикалова4, Ф.Н. Томилин3,5
1Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск, Россия
art_polly@mail.ru
2Лаборатория цифровых управляемых лекарств и тераностики ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
3Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
tfn@gmail.com
4Международный научный центр исследований экстремального состояния организма ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
polichishko@gmail.com
5Институт физики им. Л. В. Киренского - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
Ключевые слова: феромоны, химическая коммуникация, теория функционала плотности, атомная и электронная структуры, спектры поглощения
Страницы: 60-70
Аннотация
Сибирский шелкопряд ( Dendrolimus sibiricus Tschetv.) - один из наиболее опасных вредителей таёжных лесов. В связи с частыми масштабными вспышками популяции и расширением ареала обитания вредителя, исследованы компоненты полового феромона, с помощью которого особи сибирского шелкопряда привлекают партнёров для спаривания. Феромонная коммуникация - сложный многостадийный процесс, включающий синтез феромона, распространение пахучих веществ в окружающей среде, восприятие феромонного сигнала другими особями, поведенческую реакцию особей, принимающих сигнал. К факторам, обеспечивающим эффективную передачу феромонного сигала, относятся возможность сохранения химического состава и конформации молекул при распространении в воздушной среде, а также их способность в определённое время разлагаться под действием внешних факторов. Устойчивость и реакционная способность молекул определялись их физико-химическими характеристиками. Структурные и спектральные свойства молекул, обеспечивающие устойчивость феромона сибирского шелкопряда к факторам внешней среды, исследованы с помощью методов компьютерного молекулярного моделирования. Квантово-химические расчёты выполнены с использованием метода функционала плотности B3LYP/DFT, широко применяемого для исследования небольших органических молекул. Проведен детальный анализ атомной и электронной структуры молекул в основном и возбуждённом состоянии, рассчитаны спектры поглощения молекул. Определены длины волн и интенсивность поглощения. На основе полученных данных сделан вывод об устойчивости компонентов феромона к воздействию солнечного света, проведена оценка возможности изменения химического состава и структуры молекул в результате поглощения ультрафиолетового излучения. Полученные рассчитанные данные сопоставлены с данными о суточных паттернах насекомых.
DOI: 10.15372/SJFS20210507 |
