Na+、K+與水分子、氨基酸有及二肽的相互作用的理論研究.pdf

1、堿金屬離子Na+和K+是自然界中含量最豐富的金屬離子，它們在多種生命過程和化學(xué)過程中起到至關(guān)重要的作用，Na+和K+與多肽和蛋白質(zhì)的相互作用促進(jìn)了許多生命過程完成，因此Na+/K+與一些簡單模型體系的相互作用受到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，尤其是它們與水分子、氨基酸和一些簡單肽分子的相互作用。本文應(yīng)用量子化學(xué)方法和原子-鍵電負(fù)性均衡方法(ABEEM/MM)對Na+(H2O)n和K+(H2O)n（n=1～6）體系以及Na+、K+與水、絲氨酸、蘇氨

2、酸以及六種二肽分子（甘氨酸二肽，半胱氨酸二肽，亮氨酸二肽，蘇氨酸二肽，酪氨酸二肽和纈氨酸二肽）的相互作用的體系進(jìn)行理論研究。
　　首先選取Na+(H2O)n和K+(H2 O)n(n=1～6)體系作為研究對象，采用MP2/6-31++G(d，p)方法進(jìn)行幾何構(gòu)型的優(yōu)化及頻率的計算;進(jìn)而在MP2/6-311++G(2d，2p)水平下考慮基組重疊誤差(BSSE)，對優(yōu)化得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進(jìn)行了能量計算。在ABEEM/MM模型下，以從頭算HF

3、/STO-3G所計算的體系電荷為基準(zhǔn)，重新擬合確定了Na+和K+的ABEEM/MM參數(shù)，并且構(gòu)建了精確描述堿金屬離子Na+/K+與水分子相互作用的勢能函數(shù)，利用該函數(shù)計算了Na+(H2O)n和K+(H2O)n(n=1～6)體系的結(jié)構(gòu)和能量。與上述量子化學(xué)方法計算結(jié)果相比，在結(jié)構(gòu)方面，Na+、K+與內(nèi)水合層中水分的氧原子的平均距離RM-O的平均絕對偏差分別0.042(A)和0.057(A)，內(nèi)水合層中水分子的氫氧鍵的平均距離RO-H的平均