丙氨酸二肽分子二级结构与振动光谱特性

蔡开聪 留珊红 刘的文 林深

引用本文: 蔡开聪, 留珊红, 刘的文, 林深. 丙氨酸二肽分子二级结构与振动光谱特性[J]. 物理化学学报, 2012, 28(08): 1837-1842. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205021 shu
Citation:  CAI Kai-Cong, LIU Shan-Hong, LIU Di-Wen, LIN Shen. Secondary Structure and Vibrational Spectral Feature of Alanine Dipeptide[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(08): 1837-1842. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205021 shu

丙氨酸二肽分子二级结构与振动光谱特性

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21103021) (21103021)

    福建省自然科学基金(2011J05022) (2011J05022)

    福建师范大学优秀青年骨干教师培养基金(fjsdjk2012066)资助项目 (fjsdjk2012066)

摘要:

利用从头算方法探索蛋白质模型分子——丙氨酸二肽的二级结构布居特性以及体系势能变化. 引入对分子结构敏感的振动探针(酰胺振动吸收带), 借助其光谱表象, 寻求振动光谱参数与分子结构之间的联系. 研究结果表明: 丙氨酸二肽分子处于C7eq构型(Φ/Ψ=-80°/80°)时具有最低能量值, 且分子易形成β折叠、PPII、C5及C7等能量较低的稳定构型. 通过简正模式分析, 得到分子3N-6 个振动模式的吸收光谱, 并通过势能分布分析方法对分子骨架上酰胺振动吸收带的特征振动模式进行了指认. 重点考察分子骨架上酰胺-I带振动光谱参数与分子构型变化之间的相关性, 建立振动光谱参数与蛋白质二级结构之间的联系, 为在化学键水平上研究蛋白质的结构及其发挥作用的机制提供科学依据.

English

    1. [1]

      (1) Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181. doi: 10.1016/S0065-3233(08)60528-8

      (1) Krimm, S.; Bandekar, J. Adv. Protein Chem. 1986, 38, 181. doi: 10.1016/S0065-3233(08)60528-8

    2. [2]

      (2) Wang, J. P. Chinese Science Bulletin 2007, 52, 1221. [王建平.科学通报, 2007, 52, 1221.](2) Wang, J. P. Chinese Science Bulletin 2007, 52, 1221. [王建平.科学通报, 2007, 52, 1221.]

    3. [3]

      (3) Cho, M. Chem. Rev. 2008, 108, 1331. doi: 10.1021/cr078377b(3) Cho, M. Chem. Rev. 2008, 108, 1331. doi: 10.1021/cr078377b

    4. [4]

      (4) Zheng, J. R. Physics 2010, 39, 162. [郑俊荣. 物理, 2010, 39,162.](4) Zheng, J. R. Physics 2010, 39, 162. [郑俊荣. 物理, 2010, 39,162.]

    5. [5]

      (5) Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113,8231. doi: 10.1021/jp8113978(5) Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113,8231. doi: 10.1021/jp8113978

    6. [6]

      (6) Wang, J. P. Chin. J. Chem. Phys. 2007, 20, 509. [王建平. 化学物理学报, 2007, 20, 509.] doi: 10.1088/1674-0068/20/05/509-517(6) Wang, J. P. Chin. J. Chem. Phys. 2007, 20, 509. [王建平. 化学物理学报, 2007, 20, 509.] doi: 10.1088/1674-0068/20/05/509-517

    7. [7]

      (7) Zhuang,W.; Hayashi, T.; Mukamel, S. Angew. Chem. Int. Edit.2009, 48, 3750. doi: 10.1002/anie.200802644(7) Zhuang,W.; Hayashi, T.; Mukamel, S. Angew. Chem. Int. Edit.2009, 48, 3750. doi: 10.1002/anie.200802644

    8. [8]

      (8) Cai, K. C.;Wang, J. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 677.[蔡开聪, 王建平. 物理化学学报, 2009, 25, 677.] doi: 10.3866/PKU.WHXB200904021(8) Cai, K. C.;Wang, J. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 677.[蔡开聪, 王建平. 物理化学学报, 2009, 25, 677.] doi: 10.3866/PKU.WHXB200904021

    9. [9]

      (9) Zhuang,W.; S urakis, N. G.; Li, Z. Y.; Garcia, A. E.;Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 15687.doi: 10.1073/pnas.1002131107(9) Zhuang,W.; S urakis, N. G.; Li, Z. Y.; Garcia, A. E.;Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 15687.doi: 10.1073/pnas.1002131107

    10. [10]

      (10) Bian, H.;Wen, X.; Li, J.; Chen, H.; Han, S.; Sun, X.; Song, J.;Zhuang,W.; Zheng, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108,4737. doi: 10.1073/pnas.1019565108(10) Bian, H.;Wen, X.; Li, J.; Chen, H.; Han, S.; Sun, X.; Song, J.;Zhuang,W.; Zheng, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108,4737. doi: 10.1073/pnas.1019565108

    11. [11]

      (11) Cai, K.;Wang, J. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1681. doi: 10.1021/jp8070025(11) Cai, K.;Wang, J. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1681. doi: 10.1021/jp8070025

    12. [12]

      (12) Barber-Armstrong,W.; Donaldson, T.;Wijesooriya, H.; Silva,R. A. G. D.; Decatur, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2339.doi: 10.1021/ja037863n(12) Barber-Armstrong,W.; Donaldson, T.;Wijesooriya, H.; Silva,R. A. G. D.; Decatur, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2339.doi: 10.1021/ja037863n

    13. [13]

      (13) Huang, C. Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y.; Klemke, J.W.; DeGrado,W.F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 2788. doi: 10.1073/pnas.052700099(13) Huang, C. Y.; Getahun, Z.; Zhu, Y.; Klemke, J.W.; DeGrado,W.F.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 2788. doi: 10.1073/pnas.052700099

    14. [14]

      (14) Du, D.; Zhu, Y.; Huang, C. Y.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 15915. doi: 10.1073/pnas.0405904101(14) Du, D.; Zhu, Y.; Huang, C. Y.; Gai, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 15915. doi: 10.1073/pnas.0405904101

    15. [15]

      (15) Lin, Y. S.; Shorb, J. M.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T.; Skinner, J.L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 592.(15) Lin, Y. S.; Shorb, J. M.; Mukherjee, P.; Zanni, M. T.; Skinner, J.L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 592.

    16. [16]

      (16) Roy, S.; Lessing, J.; Meisl, G.; Ganim, Z.; Tokmakoff, A.;Knoester, J.; Jansen, T. L. C. J. Chem. Phys. 2011, 135, 234507.(16) Roy, S.; Lessing, J.; Meisl, G.; Ganim, Z.; Tokmakoff, A.;Knoester, J.; Jansen, T. L. C. J. Chem. Phys. 2011, 135, 234507.

    17. [17]

      (17) Wang, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5310.(17) Wang, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5310.

    18. [18]

      (18) Cai, K. C.; Han, C.;Wang, J. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009,11, 9149.(18) Cai, K. C.; Han, C.;Wang, J. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009,11, 9149.

    19. [19]

      (19) Wang, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 4790. doi: 10.1021/jp710641x(19) Wang, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 4790. doi: 10.1021/jp710641x

    20. [20]

      (20) Wang, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3798.doi: 10.1021/jp0530092(20) Wang, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3798.doi: 10.1021/jp0530092

    21. [21]

      (21) Han, C.;Wang, J. Chin. J. Chem. Phys. 2011, 24, 529.[韩晨, 王建平. 化学物理学报, 2011, 24, 529.] doi: 10.1088/1674-0068/24/05/529-537(21) Han, C.;Wang, J. Chin. J. Chem. Phys. 2011, 24, 529.[韩晨, 王建平. 化学物理学报, 2011, 24, 529.] doi: 10.1088/1674-0068/24/05/529-537

    22. [22]

      (22) Wang, L.; Middleton, C. T.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 3713.(22) Wang, L.; Middleton, C. T.; Zanni, M. T.; Skinner, J. L. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 3713.

    23. [23]

      (23) Hermans, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 3095. doi: 10.1073/pnas.1019470108(23) Hermans, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 3095. doi: 10.1073/pnas.1019470108

    24. [24]

      (24) Jamróz, M. H. Vibrational Energy Distribution Analysis VEDA 4,Warsaw, 2004-2010.(24) Jamróz, M. H. Vibrational Energy Distribution Analysis VEDA 4,Warsaw, 2004-2010.

    25. [25]

      (25) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 09, Revision A.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.(25) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 09, Revision A.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

    26. [26]

      (26) Wang, Z. X.; Duan, Y. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1699. doi: 10.1002/jcc.20092(26) Wang, Z. X.; Duan, Y. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1699. doi: 10.1002/jcc.20092

    27. [27]

      (27) Kim, Y. S.;Wang, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B2005, 109, 7511. doi: 10.1021/jp044989d(27) Kim, Y. S.;Wang, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B2005, 109, 7511. doi: 10.1021/jp044989d

    28. [28]

      (28) Vargas, R.; Garza, J.; Hay, B. P.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A2002, 106, 3213. doi: 10.1021/jp013952f(28) Vargas, R.; Garza, J.; Hay, B. P.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A2002, 106, 3213. doi: 10.1021/jp013952f

    29. [29]

      (29) Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109,6884. doi: 10.1021/jp0449511(29) Kim, Y. S.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109,6884. doi: 10.1021/jp0449511

    30. [30]

      (30) Badger, R. M. J. Chem. Phys. 1934, 2, 128. doi: 10.1063/1.1749433(30) Badger, R. M. J. Chem. Phys. 1934, 2, 128. doi: 10.1063/1.1749433

    31. [31]

      (31) Badger, R. M. J. Chem. Phys. 1935, 3, 710. doi: 10.1063/1.1749581

      (31) Badger, R. M. J. Chem. Phys. 1935, 3, 710. doi: 10.1063/1.1749581

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  823
  • 文章访问数:  2574
  • HTML全文浏览量:  72
文章相关
  • 发布日期:  2012-07-10
  • 收稿日期:  2012-03-12
  • 网络出版日期:  2012-05-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章