探讨中继站蛋白质中电荷转移中继站论述

论文导读：响。与已知的空穴中继站(色氨酸、酪氨酸残基等)和电子中继站(质子化的赖氨酸、精氨酸等)相比,310-螺旋两端作为跳板或中继站的能力是可调节的,能够协助和调节不同蛋白质中的长程电荷转移。通过对苯丙氨酸水簇系统和310-螺旋的论述探讨,初步证实从苯丙氨酸为代表的芳香性氨基酸和从310-螺旋为代表的蛋白质二级螺旋结构均可从作
摘要：电荷转移是生命科学的基本不足,包括电子转移、质子转移和空穴转移。荷质传递不足广泛有着于许多生命历程中,例如呼吸意义、新陈代谢、光合意义、生物固氮、基因复制与突变、酶促反应、生物体内的信号传递等等。有关生物体内电荷转移的探讨也是目前生物、物理、化学和医学等领域所共同关心的热点不足之一,它的解决对于促进化学、生命科学、医学等相关领域的进展具有重大的作用。其中在蛋白质的长程电荷转移历程中,有许多基团从中继站的形式来充当电子转移的跳板,促使电荷转移历程的顺利完成。氨基酸和蛋白质结构广泛有着于生命系统中,它们可从作为电荷转移中继站的有利元素。在本论文中,我们选取苯丙氨酸作为芳香性氨基酸的代表,选取310-螺旋作为蛋白质二级螺旋结构的代表,针对它们释放电子形成空穴或结合电子作为电荷转移跳板的能力,开展了一系列有作用的工作,并取得了几点有价值的探讨成果,主要成果简述如下：1.芳香性氨基酸作为电荷转移的中继站在此项工作中,我们采取M06办法论述计算与以头算分子动力学模拟相结合的办法,探讨了苯丙氨酸残基在水环境下结合过剩电子的状况。为简化计算,取苯丙氨酸侧链基团,从苯-水二元团簇为探讨对象,对过剩电子在微水合芳香性复合体的结合方式进行了论述探讨。计算结果表明在Bz(H2O)n (n=1-8)中性系统中,苯和水簇之间确实有着π···HO弱相互意义。对于水分子对比少的状况,Bz和(H20)n之间通过一到两个π···HO键相连,水簇的大小对其与π相互意义的性质没有较大的影响。另外,我们对过剩电子在苯-水二元系统的有着状态及动力学演化历程进行了详细探讨。在苯水簇中电子的结合方式大体可从分为两类：(i)从苯为中心的价阴离子结合方式,即电子定域在芳香环的π*反键轨道上。过剩电子的有着增大了芳香环的电子云密度,同时增强的苯水之间的π···HO弱相互意义。在这种结合方式下,苯环的碳骨架发生显著的形变和扭曲,芳香性减弱。(ii)溶剂化电子结合方式,在这种结合方式下,电子或者从表面态有着于水分子的悬挂氢上,或者定域在由苯水共同形成的溶剂化笼中。此时苯环仅通过其侧面的C-H键参与对电子的束缚历程。一般来说,水分子较少时,电子一般容易从价阴离子态形式有着,当水分子数目较多时,一般从溶剂化电子的状态有着。另外,水分子的扰动和重排也能够影响过剩电子有着状态的相关能量,使其能够顺利实现以苯环到水簇的转移。这充分证明芳香性的苯,作为苯丙氨酸侧链,在极性溶剂环境下,可从作为电子转移的跳板,而π···HO相互意义在电子转移历程中提供了强大的驱动力。2.310-螺旋作为蛋白质长程电荷转移的新型中继站此项工作中,我们通过密度泛函论述计算证实了310-螺旋可从通过其C-端和N-端调节蛋白质长程电荷转移,扮演双重中继站的角色。对于310-螺旋,肽单元的有序排列使螺旋C-端呈显著的电负性,而N-端则成显著的电正性。310-螺旋C-端的电离势与螺旋长度、HOMO能级从及偶极矩成反比。随着氨基酸数目的增多,电离势迅速下降,甚至低于易氧化的色氨酸残基,这充分说明螺旋C-端容易失去电子,形成空穴。另一方面,310-螺旋N-端的电子亲和势与螺旋长度和偶极矩成正相关,而与LUMO能级成反比。显然,随着氨基酸数目的增多,螺旋的电子亲和势逐渐增大,螺旋N-端容易结合自由电子扮演电子转移中继站的角色。310-螺旋C-端和N-端作为蛋白质长程电荷转移的双重中继站,不仅受螺旋长度的影响,而且还受帽化意义、邻近基团的协作和竞争、溶剂化环境的影响。与已知的空穴中继站(色氨酸、酪氨酸残基等)和电子中继站(质子化的赖氨酸、精氨酸等)相比,310-螺旋两端作为跳板或中继站的能力是可调节的,能够协助和调节不同蛋白质中的长程电荷转移。通过对苯丙氨酸水簇系统和310-螺旋的论述探讨,初步证实从苯丙氨酸为代表的芳香性氨基酸和从310-螺旋为代表的蛋白质二级螺旋结构均可从作为蛋白质长程电荷转移的中继站,为生物体电荷转移机制的探讨提供了新思路。关键词：芳香性氨基酸论文3_(10-)螺旋论文电荷转移论文中继站论文
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CO论文导读：
NTENTS7-9
摘要9-11
ABSTRACT11-13
第一章 绪论13-26

1.1 生物系统中电荷转移不足概述13-14

1.2 蛋白质内电荷转移探讨发展和选题背景14-17

1.3 开展的工作17-18

1.4 论述与计算办法18-22

参考文献22-26
第二章 基于苯丙氨酸的蛋白质电荷转移中继站26-48

2.1 探讨背景26-27

2.2 计算细节27-28

2.3 结果与讨论28-43

2.3.1 Bz(H_2O)_n中性水簇28-31

2.3.2 [Bz(H_2O)_n]~-阴离子团簇的构型和电子相关性质31-39

2.3.3 过剩电子以价阴离子方式向溶剂化电子方式转化39-43

2.4 结论43-44

参考文献44-48
第三章 3_(10)-螺旋蛋白质长程电荷转移的双重中继站48-79

3.1 探讨背景48-49

3.2 计算细节49-50

3.3 结果与讨论50-62

3.1 3_(10)-螺旋偶极结构和轨道特点50-52

3.2 3_(10)-螺旋C-端作为电荷转移中继站52-58

3.3 3_(10)-螺旋N-端作为电子跳板参与蛋白质的电荷转移历程58-62

3.4 结论62-63

本章辅助材料63-74
参考文献74-79
致谢79-80
硕士期间发表的论文80-81
学位论文评阅及答辩状况表81