应用ab initio方法和ABEEMσπ模型研究含铝金属酶

doi:10.3969/j.issn.1007-2985.2013.05.018

journal6 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (5): 74-78.DOI: 10.3969/j.issn.1007-2985.2013.05.018

应用ab initio方法和ABEEMσπ模型研究含铝金属酶

杨忠志, 宁方达

(辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连116029)

出版日期:2013-09-25 发布日期:2013-11-04
作者简介:杨忠志（1940-），男，吉林舒兰人，辽宁师范大学化学化工学院教授，博士，博士生导师，主要从事理论与计算化学及其应用等研究.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（21133005）

Study on Aluminum Metalloenzymes by ab initio Method and ABEEMσπ Model

YANG Zhong-Zhi, NING Fang-Da

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Liaoning Normal University,Dalian 116029,Liaoning China)

Online:2013-09-25 Published:2013-11-04

摘要/Abstract

摘要：应用原子-键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEEMσπ模型)，通过大量量子化学计算，拟合确定了含铝金属酶体系的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到含铝金属酶大分子体系的电荷分布及Fukui函数的计算，结果显示，ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布及Fukui函数与从头算和实验结论均有很好的一致性.还进一步计算分析了1L3R酶与丝氨酸结合前后的分子各区域的电荷分布，结果表明，Al³⁺是1L3R酶的活性中心，根据结合后分子的Fukui函数可以得出丝氨酸会使1L3R酶的活性降低.另外，通过比较两者结合前后Al³⁺的广义Fukui函数，证明了广义Fukui函数可用于该体系分子间反应活性的比较，同时也说明利用ABEEMσπ模型来预测含铝金属酶的抑制剂是可行的.

关键词： 从头算方法, ABEEM&sigma, &pi, 模型, 电荷分布, Fukui函数

Abstract: By applying the atom-bond electronegativity equalization σπ model (ABEEMσπ model), a large number of quantum chemistry calculations were performed to determine the ABEEMσπ parameters of aluminum metalloenzymes.Then these parameters were employed to study the charge distributions and Fukui function of aluminum metalloenzymes.Calculated results obtained by ABEEMσπ model are in good agreement with those by the ab initio method and experimental conclusions.Further analysis of the charge distributions between 1L3R and 1L3R-serine indicates that Al³⁺ is the active center of 1L3R,and serine would reduce the activity of 1L3R according to Fukui function.In addition,comparing the generalized Fukui function of Al³⁺in 1L3R with that in 1L3R-serine,generalized Fukui function is proved to be appropriate in this system,and ABEEMσπ model is feasible to predict the inhibitors of aluminum metalloenzymes.

Key words: ab initio method;ABEEMσ&pi, model;charge distributions;Fukui function

杨忠志, 宁方达. 应用ab initio方法和ABEEMσπ模型研究含铝金属酶[J]. journal6, 2013, 34(5): 74-78.

YANG Zhong-Zhi, NING Fang-Da. Study on Aluminum Metalloenzymes by ab initio Method and ABEEMσπ Model[J]. journal6, 2013, 34(5): 74-78.

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