以亮氨酸、异亮氨酸三肽分子为例探究三肽分子的稳定构象

摘要

生物多肽分子在生物体中具有重要的生理作用，在室温下，分子往往以其稳定构象的形式存在。所以探究生物多肽分子的稳定构象具有很高的应用价值。
　　本文应用ABEEMσπ/MM方法，以亮氨酸二肽、三肽，异亮氨酸二肽、三肽为研究对象，探究其稳定构象，并对总能量做了对应的计算。本文是以亮氨酸、异亮氨酸二肽稳定构象为模型分子，调节了模型分子中的侧链二面角参数V1，V2，V3及原子的价态能量参数Ei*，并把调好的参数值转移至三肽分子上，以保证参数的一致性。本文选用B3LYP/6-311++g(d，p)方法进行势能面的扫描，与结构优化，并以其计算结果为标准，应用ABEEMσπ/MM方法计算了骨架二面角平均绝对偏差;以从头算MP2/6-311++g(d，p)方法计算分子总能量为标准，应用ABEEMσπ/MM方法计算了稳定构象总能量的平均绝对偏差。结果证明，利用ABEEMσπ/MM方法能够像从头算方法一样获得亮氨酸二肽、异亮氨酸二肽的七类稳定构象，亮氨酸三肽的二十二类稳定构象、异亮氨酸的三十六类稳定构象。算得亮氨酸二肽、三肽的骨架二面角的平均绝对偏差分别是3.2°、3.8°，异亮氨酸二肽、三肽的骨架二面角的平均绝对偏差分别为11.4°、6.1°;算得亮氨酸二肽、三肽稳定构象总能量的平均绝对偏差分别为5.30 kcal·mol-1、5.79 kcal·mol-1，异亮氨酸二肽、三肽稳定构象总能量的平均绝对偏差分别为6.28kcal·mol-1、8.35 kcal·mol-1。与此同时，本文也在OPLS/AA、AMBER99sb和CHARMM27力场中，获得了稳定构象。与从头算结果对比发现，各骨架二面角的平均绝对偏差数值均较大，更重要的是，获得稳定构象的数目也仅为从头算结果的一半左右。可见，只有在ABEEMσπ/MM力场下，才能得到与从头算方法相同的稳定构象数目，并且算得的平均绝对偏差也相对不大。此外，无论是在稳定构象的获得，还是对于分子总能量的计算，ABEEMσπ/MM方法计算结果所用的时间都远远小于从头算计算结果所用时间，是从头算计算结果所需时间的万分之一。这些都足以说明ABEEMσπ/MM方法能够准确而又快速地重复上从头算的结果。同时证明了我们所拟合的参数是合理的，并且拥有很强的可转移性。这些都为生物大分子的构象和能量的计算打好了坚实的基础。

目录

声明

摘要

引言

1 基本理论

1．1 肽的简介

1．2 构象

1．3 密度泛函理论

1．4 ABEEMσπ方法

1．5 分子力场方法(MM)

1．6 ABEEMσπ／MM方法

2 以亮氨酸分子和异亮氨酸分子为例用从头算方法和ABEEMσπ／MM，OPLS／AA和AMBER力场方法探究其稳定构象

2．1 ABEEMσπ／MM模型中分子二面角参数的确定

2．2 从头算方法

2．2．1 确定亮氨酸、异亮氨酸二肽稳定构象的方法

2．2．2 扫描寻找亮氨酸、异亮氨酸三肽稳定构象

2．2．3 优化亮氨酸三肽、异亮氨酸三肽分子的不同构象

2．3 应用ABEEMσπ／MM、OPLS／AA、AMBER99sb和CHARMM27力场方法分别优化得到的亮氨酸、异亮氨酸二肽及三肽分子不同稳定构象

2．3．1 不同力场下获得的亮氨酸、异亮氨酸二肽分子的稳定构象

2．3．2 不同力场下获得的亮氨酸、异亮氨酸三肽分子的稳定构象

2．4 ABEEMσπ／MM方法与从头算B3LYP／6-311++G(d，p)方法获得稳定构的时间比较

3 ABEEMσπ／MM方法计算亮氨酸、异亮氨酸二肽及三肽不同构象的总能量

3．1 ABEEMσπ／MM模型中原子价态能量参数的确定

3．2 利用ABEEMσπ／MM方法对亮氨酸、异亮氨酸二肽进行能量计算

3．3 利用ABEEMσπ／MM方法对亮氨酸、异亮氨酸三肽进行能量计算

3．4 ABEEMσπ／MM方法与从头算MP2／6-311++G(d，p)方法计算分子总能量的时间比较

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢