水参与的四氢叶酸模型向dUMP模型转移一碳单元的ONIOM研究
酶催化的一碳单元转移是生物体内的一个重要过程。在该过程中,叶酸辅酶不仅是反应的还原剂还是反应中一碳单元的提供者”1”。本文用Gaussian 98 程序包中的ONIOM方法研究了四氢叶酸模型R.2在水参与的情况下向脲嘧啶脱氧核糖核苷酸dUMP的简化模型R.1 转移一碳单元的反应过程,其中将TS基团（对甲基苯磺酰基）放在外层用PM3 半经验方法处理,其余原子（包含参与反应的水分子）均放在内层采用B3LYP/6-31G*做全构型优化。由于该类碳转移反应的限速步为质子转移步”2-4”,本文对质子转移过程做了详细研究。经分析发现,通过水分子发生的质子转移有两条不同的路径,所以一碳单元的转移过程也有两条路径,两条路径的质子转移过渡态（FIGURE 2.）均已找到且均通过频率分析进行了验证。路径a的质子由C5 直接经过水转移至N8 原子；路径b先通过水将质子转移至 O11 原子,再从O11 经水分子转至N8 原子,质子转移完成后,C7-N8 键断裂完成一碳单元的转移。经计算得到路径a的质子转移势垒仅为40.95kJ/Mol,而路径b的质子转移分别经历了149.88和1.32kJ/Mol的势垒。因此质子通过水一次性转移是最佳的反应方式。
一碳单元 质子转移 酶催化 叶酸辅酶
戚传松 李巍 吴新民 龚良发
北京石油化工学院,北京,102617
国内会议
第二届国际理论化学、分子模拟和生命科学研讨会暨第二届北京宏剑公司用户大会
北戴河
中文
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2006-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）