精氨酸侧链与生物小分子间离子氢键强度的快速计算

提出了1种快速模拟生物分子间离子氢键作用的新方法,并将该方法用于计算模拟带有1个正电荷的精氨酸侧链与甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子等中性分子间的N—H…O=C离子氢键相互作用.计算结果表明:新方法可以快速计算带电精氨酸侧链分子和甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子间形成的N—H…O=C离子氢键的平衡氢键键长和分子间相互作用能;得到的平衡氢键键长与从头计算MP2/6-31+G(d,p)方法得到的平衡氢键键长的绝对偏差均小于0.005nm;分子间相互作用能与从头计算MP2.5/CBS方法得到的分子间相互作用能的绝对误差均小于8.2kJ/mol,相对偏差均小于5.5%;在同等计算条件下,新方法的计算效率比从头计算方法快数千倍以上.这些结果表明新方法准确快捷,在生物大分子体系的分子模拟领域有潜在应用价值.

应用量化参数研究羧酸的结构和pKa值的关系

应用密度泛函B3LYP/6-311++G^(?)法得30种羧酸分子的优势构象,再计算羧酸-水构成的氢键复合物,获得优势构象和复合物的结构参数,并将这些参数与羧酸pKa值相比。羧基C-O键长、羧基氢自然键轨道电荷以及复合物的氢键键长和结合能等参数,与羧酸pKa实验值具有良好的线性关系。以水为探针分子获得氢键复合物结构参数的方法,可预期在预测其它含有酸性基团化合物酸性的强弱方面推广应用。