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MOR分子筛与水复合环境对赖氨酸手性转变反应的共催化机理*

2017-05-18刘逸轩王佐成董丽荣赵晓波杨晓翠佟华

刘逸轩,王佐成,董丽荣,赵晓波,杨晓翠,佟华

(1.海口经济学院马克思主义学院自然科学教学部,海南 海口 570100; 2.白城师范学院物理学院,吉林 白城 137000; 3.吉林师范大学物理学院,吉林 四平 136000)

MOR分子筛与水复合环境对赖氨酸手性转变反应的共催化机理*

刘逸轩1,王佐成2,董丽荣3,赵晓波2,杨晓翠2,佟华2

(1.海口经济学院马克思主义学院自然科学教学部,海南 海口 570100; 2.白城师范学院物理学院,吉林 白城 137000; 3.吉林师范大学物理学院,吉林 四平 136000)

采用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法, 研究了赖氨酸限域在水与MOR分子筛复合环境下的手性转变.结构分析表明:2个水分子比1个水分子助氢迁移反应的过渡态分子氢键键角显著增大。反应通道研究发现:标题反应有a、b和c三个通道,是赖氨酸在MOR分子筛限域环境下,水助质子以氨基、羰基和羟基为桥从手性碳的一侧迁移到另一侧,实现手性转变。势能面计算表明,a是主反应通道,质子从手性碳向氨基的迁移是决速步骤,在2个水分子助决速步时,吉布斯自由能垒被降到最低值101.9 kJ/mol,与裸反应、限域在MOR分子筛和限域在水环境的此通道决速步能垒252.6、229.7和123.9 kJ/mol相比较,均有明显降低。结果表明:水与MOR分子筛复合环境对赖氨酸手性转变具有较好的共催化作用,左旋赖氨酸在生命体内可以缓慢地旋光异构。

MOR分子筛;赖氨酸;手性转变;ONIOM方法;密度泛函;过渡态

赖氨酸(Lys)是一种十分重要的生命体必须氨基酸。根据其旋光性的不同,分为左赖氨酸(S-Lys)和右赖氨酸(R-Lys),S-Lys具有活性,R-Lys基本无活性。……

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