Doktorsvörn í efnafræði – Barði Benediktsson

Streymi

Doktorsefni: Barði Benediktsson

Heiti ritgerðar: Reikningar á rafeindabyggingu spunakúplaðra járnbrennisteinsklasa (Electronic structure calculations of spin-coupled iron-sulfur clusters)

Andmælendur:
Dr. Adam Kubas, dósent við Eðlisefnafræðistofnun Pólsku vísindaakademíunnar, Póllandi
Dr. Dimitrios A. Pantazis, hópstjóri við Max-Planck stofnunina fyrir kolarannsóknir, Þýskalandi

Leiðbeinandi: Dr. Ragnar Björnsson, rannsóknamaður við Laboratoire Chimie et Biologie des Métaux, CEA Grenoble, Frakklandi

Einnig í doktorsnefnd: 
Dr. Hannes Jónsson, prófessor við Raunvísindadeild HÍ (Umsjónarkennari)
Dr. Asmus Ougaard Dohn, sérfræðingur við Raunvísindastofnun Háskólans
Dr. Tobias Krämer, lektor við Maynooth University, Írlandi

Doktorsvörn stýrir: Dr. Oddur Ingólfsson, prófessor og varadeildarforseti Raunvísindadeildar HÍ

Ágrip

Prótein sem innihalda járn-brennisteins hjálparþætti gegna mikilvægu hlutverki í lífverum og mikil rannsóknarvinna hefur farið í að skilja hvernig þessi prótein virka. Reikniefnafræðilega er þó ekki einfalt að lýsa þessum hjálparþáttum vegna þess hve flókin rafeindabygging þeirra er, sem og vegna áhrifa frá próteinumhverfinu. Markmið rannsóknanna sem lýst er í þessu verkefni er að kortleggja hve vel mismunandi þéttnifelli (DF) lýsa þessum kerfum, svo og skilja undirliggjandi rafeindabyggingu þeirra ásamt því að lýsa umhverfisáhrifum út frá fjölskala reiknilíkönum (QM/MM). Þessa þekkingu má síðan nota til að lýsa betur hjálparþáttum nítrógenasa ensímanna sem eru oft taldir vera meðal flóknustu málm hjálparþáttum sem finna má í próteinum. Niðurstöðum verkefnisins má skipta í þrennt. Í fyrsta lagi var fjölskalareiknilíkan af vanadíum-járn hjálparþætti vanadíum nítrógenasa borið saman við kristalbyggingu ensímsins og fundið að hjálparþættinum er best lýst sem [VFe7S8C(CO3)]2− klasa. Í öðru lagi voru tvö sameindasöfn útbúin þar sem eitt innihélt 11 spunakúplaða tvíjárns-komplexa og annað 5 tvíjárns-komplexa með allar rafeindir paraðar og sýnt fram á að mismunandi þéttnifelli lýsa þeim misvel. Í þriðja lagi voru kjarntitringshermiróf (NRVS) af járn-brennisteins hjálparþáttum reiknuð með fjölskalareiknilíkönum þar sem áhrif vals á þéttnifellis, fjölda atóma lýst með skammtafræði og fjölda atóma í reikningum á annarri afleiðu orkunnar var rannsakað. Niðurstöður benda til að lífrænir tenglar frá próteininu séu næmari fyrir þessum þáttum en ólífrænir tenglar og að NRVS-tilraunir ásamt reikningum ætti að vera góð aðferð til að greina ástönd sem hægt er að einangra í hvarfgangi nítrógenasa.

Um doktorsefnið

Barði lauk grunnnámi við Háskóla Íslands árið 2015 með BSc. gráðu í lífefna- og sameindalíffræði og svo framhaldsnámi árið 2018 með MSc. gráðu í efnafræði. Meðfram námi hefur Barði kennt við Háskóla Íslands sem stundakennari í eðlisefnafræði. Þegar Barði er ekki á skrifstofunni er hann líklega annaðhvort á fjöllum og/eða að taka ljósmyndir af öllu milli himins og jarðar. Barði er fæddur og uppalinn á Akureyri og er elstur þriggja systkina.