氨基酸及多肽構(gòu)象及性質(zhì)的分子力學(xué)-量子力學(xué)研究.pdf

1、氨基酸與肽不僅是構(gòu)成蛋白質(zhì)的片段，同時(shí)也在生物體體內(nèi)具有獨(dú)立功能，是重要的小生物分子。對(duì)氨基酸與肽的理論研究具有非常重要的理論和實(shí)踐意義，從而引起了當(dāng)代人們廣泛的興趣。本論文利用基于分子力場(chǎng)和密度泛函理論的量子化學(xué)計(jì)算方法，針對(duì)當(dāng)前有關(guān)氨基酸和肽相關(guān)體系研究的多個(gè)代表性方向與重要問(wèn)題，分別作了詳細(xì)的理論計(jì)算研究。
　　第一章中我們簡(jiǎn)要介紹和回顧了用于分子體系計(jì)算研究的主要理論與方法，包括多種從頭計(jì)算方法，分子力場(chǎng)方法和分子動(dòng)力學(xué)模

2、擬方法等，對(duì)基本的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)及其分類做了簡(jiǎn)要介紹。
　　第二章，本章主要介紹目前對(duì)非折疊態(tài)多肽及蛋白質(zhì)的理論，為本論文的研究工作提供背景意義和方向指導(dǎo)。
　　第三章，本文主要考察分子力場(chǎng)對(duì)氣相氨基酸的表現(xiàn)。選擇了Amber99SB、CHARMM27、ENCADS、GROMOS53A6和OPLSAA/L五種力場(chǎng)來(lái)進(jìn)行比較，選擇BHandHLYP/6-311++G(d,p)優(yōu)化后的氣象氨基酸構(gòu)型與能量作為研究對(duì)象。研究了普通

3、態(tài)、質(zhì)子化、去質(zhì)子化和帶帽氨基酸在不同力場(chǎng)下的表現(xiàn)。分別比較了能量與構(gòu)型。研究結(jié)果表明，AMBER99SB、CHARMM27和OPLSAA/L較GROMOS53A6和ENCADS力場(chǎng)較為適用于氣象氨基酸。在研究簡(jiǎn)單氣象氨基酸中最推薦CHARMM27，其次為OPLSAA/L。
　　第四章中，系統(tǒng)的研究了二肽、三肽中n-π*相互作用。應(yīng)用從頭算法和全局搜索法尋找最低能量構(gòu)型，分析判斷具有n-π*相互作用的殘基特點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)α、αL、PⅡ構(gòu)

4、型存在普遍的n-π*相互作用，這點(diǎn)與其他研究者的發(fā)現(xiàn)相同。同樣分析在不同力場(chǎng)下n-π*相互作用表現(xiàn)，得出分子力場(chǎng)對(duì)n-π*相互作用描述不準(zhǔn)確，需要添加n-π*相互作用項(xiàng)來(lái)改進(jìn)分子力場(chǎng)。
　　第五章中，運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬模擬在AMBER力場(chǎng)下capped-gfg在水溶液中與水分子形成的氫鍵。分析表明，與氣象下氨基酸分子與水分子形成復(fù)雜的氫鍵網(wǎng)絡(luò)不同，在水溶液中，由于疏水作用等各種原因，水分子對(duì)主鏈形成簡(jiǎn)單的氫鍵作用即可完成復(fù)雜的二級(jí)