组氨酸二肽--水的团簇及其水溶液的理论研究

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1、分类号：密级：学校代码：学号：10165201111012遣掌师耗大学硕士学位论文组氨酸二肽一水的团簇及其水溶液的理论研究作者姓名：学科、专业：研究方向：导师姓名：郭世萍物理化学理论与计算化学赵东霞教授2014年06学位论文独创性声明本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。学位论文作者签名：—三早年学位论文版权的使用授权书本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有权保

2、留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后使用本授权书。学位论文作者签名：_二鸯-牛指导教师签名：签名日期：≥D(垆年舌月辽宁师范大学硕士学位论文摘要组氨酸因为它的侧链咪唑基而变得很特殊；：所以它组成的球蛋白质有很重要的功能性。而几乎所有的生命过程和化学反应都是在溶剂中进行的，特别是在水溶液中，所以研究组氨酸二肽与水分子的相互作用很有意义。组氨酸二肽有三个质子化状态

3、，两种中性组氨酸二肽结构His[N嘻I]，His[N8I-I]和带正电组氨酸二肽His+，具体的研究内容如下：(1)应用从头算(AbInitio)方法和ABEEMon浮动电荷分子力场研究了两种中性组氨酸二肽与水分子的相互作用，采用B3LYP／6．311HG(d，p)方法进行结构优化和频率计算，在MP2／aug．cc-pVDZ水平下，加入BSSE校正和零点振动能校正计算单点能，同时得到组氨酸二肽与水分子的结合能。应用ABEEMorc浮动电荷分子力场研究了这些分子的结构和性质，可以分为两部分：第一部分是组氨酸二肽的结构和性质，包括几何结构、骨架二面角、电荷分布和偶极矩；第二部分是组氨酸二

4、肽与1-6个水分子的相互作用性质，其中包括氢键键长、氢键键角、结合能、连续结合能和氢键的协同效应等性质。这些性质和结构与从头算的结果进行了比较，同时与OPLS-AA和AMBER力场计算结果也进行比较。。(2)带正电的组氨酸二肽通过去质子化可以转化为两种中性组氨酸二肽，通过研究它与水分子的相互作用很有意义，应用ABEEMon浮动电荷力场计算模型His+的六个稳定构象的能量、骨架二面角和电荷分布，与MP2／aug．cc-pVDZ／／B3LYP／6．311HG(d，p)水平下计算的结果进行比较。并计算带电组氨酸二肽与1．5个水分子的结合能。(3)在298K，NVT系综下，分别对His[N6

5、H】和His[N8H]的水溶液进行了动力学模拟。计算了组氨酸二肽所有非氢原子的原子坐标与初始结构相比较的均方根偏差平均值(包括骨架C原子、Ca原子和重原子)，组氨酸二肽的疏水、亲水和溶剂可及表面积的平均值。使用ABEEM．GB／SA方法，计算了His[N蛳His[N8明的溶剂化自由能，His时H]的溶剂化自由能大于His[N8H]的，说明ais[NSri]比His[N8H]更易在水溶液中存在。关键诃：组氨酸二肽；结合能；ABEEMo丌浮动电荷分子力场；分子动力学辽宁师范大学硕士学位论文TheoreticalStudyonHistidineDipeptide—WaterClusters

6、andHistidineDipeptideinAqueousSolutionAbstractTheimidazoleringofhistidine(I-Iis)sidechainhasanumberofuniquerolethatcandicatatefunctioninproteins．Manychemicalreactionsandlifeprocessesarecarriedoutinasolvent，especiallyinaqueoussolution,SOproperdescriptionofthesolventenvironmentiscrucialinsimulati

7、onsofbiologicalmolecules．Thehistidinedipeptidehasthreekindsofprotonationstates，includingtwoneutralhistidinedipetidine(His[N间andHistNEH】)andpositivelychargedhistidinedipetidineHis+．Thedetailedcontentsareasfollows：(1)Thepropertiesof