水液相下羟基负离子(水分子簇)催化脯氨酸旋光异构的理论研究

作     者：刘军 唐晓文 潘宇 刘芳 张雪娇 马宏源 王佐成 LIU Jun;TANG Xiaowen;PAN Yu;LIU Fang;ZHANG Xuejiao;MA Hongyuan;WANG Zuocheng

作者机构：白城师范学院计算机科学学院吉林白城137000 中山大学药学院广东广州510275 白城师范学院物理学院吉林白城137000 

出 版 物：《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 (Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni)

年 卷 期：2022年第61卷第4期

页      面：85-94页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：吉林省教育厅科学研究规划项目(JJKH20200002KJ) 吉林省科技厅自然科学基金(20160101308JC) 

主　　题：脯氨酸 羟基负离子 水分子簇 密度泛函理论 自洽反应场理论 旋光异构 过渡态 能垒 

摘      要：采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法与自洽反应场理论的SMD模型方法,研究水液相下羟基负离子水分子簇催化S-型两性脯氨酸分子(S-Pro)的旋光异构。首先考察了S-Pro异构成中性亚氨基酸后,羟基负离子(水分子簇)抽取α-H,脯氨酸-碳负离子抽取水分子(簇)的质子,S-Pro旋光异构的反应通道;然后考察了羟基负离子(水分子簇)直接抽取S-Pro的α-H,脯氨酸-碳负离子抽取水分子(簇)的质子,以及S-Pro旋光异构的反应通道。势能面计算表明:S-Pro异构成中性亚氨基酸后,羟基负离子(水分子簇)抽α-H的通道最具优势,决速步的自由能垒为46.9~59.1 kJ·mol^(−1)。羟基负离子(水分子簇)直接抽两性S-Pro的α-H的反应通道是劣势通道,决速步的自由能垒为70.8 kJ·mol^(−1)。结果表明,碱性环境下脯氨酸的消旋反应会温和地进行。