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碱基腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:2551-2557
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连116029
  • 相关基金:国家自然科学基金(21173109),教育部高等学校博士点基金(20102136110001),辽宁省优秀人才基金(LR2012037)和大连市领军人才资助项目
  • 相关项目:DNA-蛋白质间氢键作用强度及其动态变化的理论研究
中文摘要:

正确理解核酸碱基和蛋白质多肽间的作用机制有助于人们利用这些生物分子有效地进行分子设计,进而制备具有特殊纳米结构和功能的生物分子材料.本文优化得到了碱基腺嘌呤与M甲基乙酰胺、甘’氨酸二肽、丙氨酸二肽形成的20个氢键复合物的结构并计算了结合能,探讨了腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点.研究发现:腺嘌呤可以使用两个不同位点(A1位点和A2位点)与N-甲基乙酰胺形成N—H…N型或者N—H…O—C型氢键复合物,腺嘌呤使用A1位点与N-甲基乙酰胺形成的N—H…N型氢键复合物更稳定;二肽分子可以使用主链上两个不同何点(丙氨酸的Ala7位点和Ala5位点或者甘氨酸的Gly7位点和Gly5位点)与腺嘌呤形成含有N—H…N和N—H…O=C两条氢键的复合物,二肽分子使用Ala7或Gly7位点与腺嘌呤形成的氢键复合物更稳定:腺嘌呤与多肽问的氢键作用强于其与N-甲基乙酰胺的作用.基于分子中的原子理论与自然键轨道计算结果分析了氢键作用的本质.

英文摘要:

A detailed understanding of how nucleobases interact with protein peptides will allow us to gain valuable insights into how these interesting biological molecules could be used to construct complex nanostructures and materials. In this work, the optimal structures and binding energies of 20 hydrogen- bonded complexes, which contained the nucleic acid base adenine, N-methylacetamide, a glycine dipeptide, and an alanine dipeptide, were obtained. The site preferences of adenine hydrogen bonding to peptide amides were explored. The calculation results show that adenine can use two binding sites (site A1 and site A2) to form N--H...N or N--H...O=C hydrogen-bonded complexes with N-methylacetamide; the N--H...N hydrogen-bonded complexes formed at site A1 of adenine are more stable. The calculation results also show that the glycine dipeptide can use either site Gly7 or site Gly5, and the alanine dipeptide can use either site Ala7 or site Ala5 to form hydrogen-bonded complexes with adenine; the hydrogen- bonded complexes formed at site Gly7 of the glycine dipeptide and at site Ala7 of the alanine dipeptide are more stable. The hydrogen-bonded complexes formed by adenine and a dipeptide have larger negative binding energies than the complexes formed by adenine and N-methylacetamide, indicating that the interaction between adenine and the peptide is preferred to that between adenine and N-methylacetamide. The nature of the hydrogen bonding in these complexes was further explored based on the atoms in molecules calculations and the natural bond orbital analysis.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781