氨基酸和肽相關(guān)體系結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的理論研究.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軌道理論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，密度泛函理論方法和

2、經(jīng)驗(yàn)方法，以及基函數(shù)的有關(guān)概念和溶液模型的一些基本知識(shí)等。最后對(duì)本論文研究所用到的主要計(jì)算軟件加以簡(jiǎn)要介紹。
　　 第二章，本章主要介紹目前國(guó)際上對(duì)氨基酸和肽分子體系領(lǐng)域的研究工作，并概括與分析其主要方向和存在的重要問(wèn)題，為本論文的研究工作提供背景意義和方向指導(dǎo)。
　　 第三章，以氣相谷氨酸及各離子化分子為研究對(duì)象，應(yīng)用從頭算方法與密度泛函方法詳細(xì)研究其體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。使用系統(tǒng)徹底方法尋找了谷氨酸中性、質(zhì)子化和去質(zhì)子化

3、分子勢(shì)能面的穩(wěn)定構(gòu)型。分析了其結(jié)構(gòu)特性、分子內(nèi)各種氫鍵作用和振動(dòng)光譜性質(zhì)等。計(jì)算了構(gòu)型的垂直電離能、轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)、偶極距以及各種構(gòu)型在不同溫度下的分布等相關(guān)性質(zhì)；對(duì)氣相酸堿性和質(zhì)子親和力等采用多種高精度理論方法進(jìn)行了重新確定和改善，并評(píng)論了各種理論方法計(jì)算熱力學(xué)參數(shù)的性能。
　　 第四章中，系統(tǒng)地研究了在氣相中谷氨酸與典型堿性、堿土和過(guò)渡族金屬離子的絡(luò)合物及其水合體系的性質(zhì)。使用系統(tǒng)方法尋找了絡(luò)合物的穩(wěn)定絡(luò)合模式。分析了不同金屬離子

4、以及水分子數(shù)目對(duì)谷氨酸結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響。應(yīng)用高精度的密度泛函方法計(jì)算了金屬結(jié)合能，并解釋了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。此外，初步測(cè)試和討論了一些理論方法對(duì)Fe+的自旋態(tài)描述的性能。
　　 第五章中，基于相關(guān)量子理論，我們系統(tǒng)分析和給出了在水溶液中甘氨酸與水分子之間氫鍵作用可能的物理圖像，提出了新的離散模型構(gòu)型的尋找策略，并據(jù)此詳細(xì)地計(jì)算研究了液相甘氨酸的紅外光譜性質(zhì)。從結(jié)構(gòu)、振動(dòng)紅外譜及能量的這三個(gè)角度，分析和論證了以上有關(guān)液相氫鍵作用模式設(shè)想

5、的合理性，為以后理論計(jì)算研究液相生物分子的相關(guān)性質(zhì)奠定了良好基礎(chǔ)。
　　 第六章中，使用系統(tǒng)徹底的構(gòu)型尋找策略，深入研究了11種有代表性的三、四、五肽分子的勢(shì)能面，并詳細(xì)分析了肽構(gòu)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。分析給出了各級(jí)次肽分子穩(wěn)定構(gòu)型的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征以及彼此之間的聯(lián)系?；谝陨辖Y(jié)果和以前構(gòu)型尋找方法的相關(guān)成果，提出了一種使用氨基酸和寡肽穩(wěn)定構(gòu)型來(lái)尋找多肽穩(wěn)定構(gòu)型的新的高效方法。該方法為理論研究大的多肽體系結(jié)構(gòu)提供了新思路。
　　 第