計(jì)算機(jī)模擬視紫質(zhì)分子生物機(jī)理.pdf

1、視紫質(zhì)作為研究GPCR(G-protein coupled receptor)的結(jié)構(gòu)原型，是目前GPCR的成員中研究最多最廣泛的體系之一。它是參與視覺(jué)信號(hào)傳導(dǎo)的光敏感受體，由兩部分組成:視蛋白部分和Ⅱ順式視黃醛，Ⅱ順式視黃醛通過(guò)質(zhì)子化的席夫堿共價(jià)連接著賴氨酸側(cè)鏈。由于視紫質(zhì)的激活機(jī)制還未完全闡述清楚，故需對(duì)其進(jìn)行深入的研究，為以后與視紫質(zhì)相關(guān)疾?。ㄉ匦砸暰W(wǎng)膜炎）的藥物的發(fā)展和研究打下基礎(chǔ)。
　　本文以視黃醛分子為模型，根據(jù)量子化

2、學(xué)理論，利用Gaussian軟件包，構(gòu)建Ⅱ順式視黃醛和去質(zhì)子化的全反式視黃醛席夫堿構(gòu)型，并對(duì)其結(jié)構(gòu)以及光譜性質(zhì)進(jìn)行分析。本文研究所得結(jié)果如下:
　　一、在氣相和隱性水相環(huán)境中，以B3LYP/6-311++G(d，p)方法來(lái)闡述Ⅱ視黃醛立體異構(gòu)體的異構(gòu)化過(guò)程，并分析其結(jié)構(gòu)和分子性能，如視黃醛異構(gòu)體的能壘、偶極矩、鍵級(jí)、HOMO-LUMO能級(jí)差以及理論預(yù)測(cè)的振動(dòng)頻率等。隱性水環(huán)境對(duì)視黃醛異構(gòu)體的支柱骨架上多烯鏈的幾何結(jié)構(gòu)和振動(dòng)頻率的影

3、響顯著。Ⅱ順式和全反式視黃醛異構(gòu)體的多烯鏈結(jié)構(gòu)在水相環(huán)境中出現(xiàn)離域現(xiàn)象，表現(xiàn)為具有較長(zhǎng)的雙鍵和較短的單鍵。此外，B3LYP方法預(yù)測(cè)的視黃醛異構(gòu)體構(gòu)型的振動(dòng)頻率與實(shí)驗(yàn)值相吻合。本文所獲得的方法和結(jié)果為研究顯性水溶液，甚至蛋白環(huán)境中的異構(gòu)化過(guò)程提供了理論基礎(chǔ)。
　　二、用B3LYP/6-31++G(d，p)方法來(lái)執(zhí)行去質(zhì)子化的反式視黃醛席夫堿構(gòu)型的構(gòu)象空間研究。通過(guò)對(duì)視黃醛席夫堿構(gòu)型的四個(gè)內(nèi)部支柱扭轉(zhuǎn)角進(jìn)行勢(shì)能面掃描，一共找到了8個(gè)不

4、同的視黃醛席夫堿的構(gòu)象異構(gòu)體。然后使用6-311++G(d，p)基組并結(jié)合MP2和B3LYP方法來(lái)分析構(gòu)象異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特性和光譜性質(zhì)。結(jié)果表明視黃醛席夫堿的構(gòu)象異構(gòu)體的相對(duì)穩(wěn)定次序不依賴于本文所使用的理論方法。也再次證實(shí)了TD-DFT方法將會(huì)系統(tǒng)性地低估垂直激發(fā)能。預(yù)測(cè)的ECC模式（C=C伸縮的同相集體運(yùn)動(dòng))對(duì)應(yīng)的視黃醛席夫堿構(gòu)型的拉曼光譜特征峰在1600cm-1附近。此外，本文認(rèn)為使用B3LYP方法來(lái)預(yù)測(cè)含有共軛多烯鏈體系的拉曼光譜可