赵　健, 都　京, 刘　硕, 杨忠志, 赵东霞, 刘　翠

(辽宁师范大学化学化工学院, 大连 116029)



水溶液中氨基酸侧链对G∶C碱基对间氢键影响的理论研究

赵健, 都京, 刘硕, 杨忠志, 赵东霞, 刘翠

(辽宁师范大学化学化工学院, 大连 116029)

利用量子化学方法研究了气相和水溶液下, 氨基酸侧链与鸟嘌呤和胞嘧啶间的氢键作用. 应用B3LYP/6-31+G(d,p)方法优化复合物几何结构, 使用MP2/aug-cc-pVDZ方法进行复合物能量、 自然键轨道(NBO)电荷和二阶稳定化能的计算. 结果表明, 水溶液可使氨基酸侧链与碱基或碱基对之间氢键键能显著减小; 带电复合物气相和水溶液氢键键能之差范围为50.63～146.48 kJ/mol, 中性为0.17～24.94 kJ/mol; 电荷的转移量与氢键键能成正比, 电荷转移量越多, 复合物越稳定; 二阶稳定化能与氢键键长成反比, 与电荷转移量成正比, 且气相与水溶液氢键二阶稳定化能之比约为两相的电荷转移量之比. 水溶液对该类体系中氢键作用具有明显影响.

氨基酸侧链; 鸟嘌呤; 胞嘧啶; 氢键; 自然键轨道电荷

蛋白质和DNA作为生命体中两种重要的物质, 前者参与了生命活动的所有进程, 如催化细胞中各类化学反应的酶, 多数具有催化功能的酶常作为改变DNA结构的工具[1,2], 后者具有携带和传递遗传信息的功能. 蛋白质-核酸的相互作用极大地影响着许多细胞过程, 如在细胞的生长和分裂过程中为了复制核酸序列, 蛋白质需与核酸相结合[3]. 可见, DNA分子功能的实现需要大量蛋白质分子参与反应[1], 而基因表达也需要特定的蛋白质与……