【摘 要】
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本文采用ABEEM/MM方法搜寻六类有机分子及甲硫氨酸二肽的稳定构象,研究表明,ABEEM/MM方法所得结果与从头算一致,精确度高。具体研究内容如下:(一)以戊烷为例,分别以10°和30°为步长扫描戊烷的特征二面角。比较两者的结果发现,以10°为步长扫描结果更加精确。因此,以10°为步长探究有机分子稳定构象。选取六类有机分子(烷烃、醇、羧酸、醚、烯烃、硫醚)作为研究对象,研究含有2-10个碳原子直
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本文采用ABEEM/MM方法搜寻六类有机分子及甲硫氨酸二肽的稳定构象,研究表明,ABEEM/MM方法所得结果与从头算一致,精确度高。具体研究内容如下:(一)以戊烷为例,分别以10°和30°为步长扫描戊烷的特征二面角。比较两者的结果发现,以10°为步长扫描结果更加精确。因此,以10°为步长探究有机分子稳定构象。选取六类有机分子(烷烃、醇、羧酸、醚、烯烃、硫醚)作为研究对象,研究含有2-10个碳原子直链结构的有机分子稳定构象。采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法,扫描有机分子的两个特征二面角(Tor1,Tor2),对扫描得到的局域优化极小值点优化,再将优化后的结构用MP2/6-311++G(d,p)方法计算能量,以优化后的结构作为标准。分别采用ABEEM/MM、AMOEBA09、OPLS/AA、AMBER99sb和CHARMM力场搜寻六类有机分子的稳定构象。参照从头算的结果,ABEEM/MM力场可以找到与从头算相同数目的稳定构象;二面角的平均绝对偏差(mean absolute deviation,MAD)较小;数据拟合一致性较好;计算速度远远快于从头算方法,这为研究生物大分子奠定了基础。(二)以甲硫氨酸二肽作为模型分子,固定主链,对其侧链进行扫描分析,探究侧链对甲硫氨酸二肽稳定构象的影响。前人通过探究甲硫氨酸二肽骨架二面角,搜寻到15类稳定构象。为了得到甲硫氨酸二肽更精确的稳定构象,本文在前人研究基础上,对15类稳定构象侧链的二面角(χ1、χ2、χ3)进行扫描,以能量最低、结构最稳定的构象作为研究对象,将扫描结果用B3LYP/6-311++G(d,p)方法进行局域优化及全变量优化。优化后的结构作为标准,分别采用ABEEM/MM、AMOEBAbio09、OPLS/AA、AMBER99sb和CHARMM力场搜寻甲硫氨酸二肽的稳定构象,以验证各力场能否寻找到全部的稳定构象。本文采用局域优化和全变量优化极小值点是为了探究主、侧链之间相互影响的强弱。数据分析显示,甲硫氨酸二肽主、侧链相互影响较小,ABEEM/MM力场两种优化方式都可以得到与从头算相同数目的稳定构象,二面角的MAD值分别为2.4°和1.0°。综上,采用ABEEM/MM力场搜寻六类有机分子和甲硫氨酸二肽的稳定构象数目均与从头算相一致、二面角的MAD最小。ABEEM/MM方法以其计算结果的准确性和计算过程的高效性证明其对构象研究的可行性,这为研究寡肽、多肽及生物大分子打下基础。
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