氨基酸及多肽構象及性質的分子力學-量子力學研究.pdf

1、氨基酸與肽不僅是構成蛋白質的片段，同時也在生物體體內具有獨立功能，是重要的小生物分子。對氨基酸與肽的理論研究具有非常重要的理論和實踐意義，從而引起了當代人們廣泛的興趣。本論文利用基于分子力場和密度泛函理論的量子化學計算方法，針對當前有關氨基酸和肽相關體系研究的多個代表性方向與重要問題，分別作了詳細的理論計算研究。
　　第一章中我們簡要介紹和回顧了用于分子體系計算研究的主要理論與方法，包括多種從頭計算方法，分子力場方法和分子動力學模

2、擬方法等，對基本的蛋白質二級結構及其分類做了簡要介紹。
　　第二章，本章主要介紹目前對非折疊態(tài)多肽及蛋白質的理論，為本論文的研究工作提供背景意義和方向指導。
　　第三章，本文主要考察分子力場對氣相氨基酸的表現。選擇了Amber99SB、CHARMM27、ENCADS、GROMOS53A6和OPLSAA/L五種力場來進行比較，選擇BHandHLYP/6-311++G(d,p)優(yōu)化后的氣象氨基酸構型與能量作為研究對象。研究了普通

3、態(tài)、質子化、去質子化和帶帽氨基酸在不同力場下的表現。分別比較了能量與構型。研究結果表明，AMBER99SB、CHARMM27和OPLSAA/L較GROMOS53A6和ENCADS力場較為適用于氣象氨基酸。在研究簡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。應用從頭算法和全局搜索法尋找最低能量構型，分析判斷具有n-π*相互作用的殘基特點。發(fā)現α、αL、PⅡ構

4、型存在普遍的n-π*相互作用，這點與其他研究者的發(fā)現相同。同樣分析在不同力場下n-π*相互作用表現，得出分子力場對n-π*相互作用描述不準確，需要添加n-π*相互作用項來改進分子力場。
　　第五章中，運用分子動力學模擬模擬在AMBER力場下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雜的氫鍵網絡不同，在水溶液中，由于疏水作用等各種原因，水分子對主鏈形成簡單的氫鍵作用即可完成復雜的二級