水环境下羧基与氨基间为单氢键的α-Ala旋光异构及羟自由基和氢氧根的作用

作者：闫红彦; 王佐成^*; 佟华; 杨晓翠^*

来源：浙江大学学报(理学版), 2019, 46(01): 48-57.

• α-丙氨酸
• 羟自由基
• 氢氧根
• 密度泛函理论
• 过渡态
• 微扰理论
• 自洽反应场
• 旋光异构

采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场(SCRF)理论的SMD模型方法,研究了水环境下羧基与氨基间为单氢键的α-Ala旋光异构及羟自由基和氢氧根作用的反应。研究发现:α-Ala的旋光异构可在a和b两个通道实现,a通道为羧基顺反异构后,水分子簇作媒介质子以氨基为桥从α碳的一侧向另一侧迁移;b通道为水分子簇作媒介,质子从α碳向氨基氮的迁移与羧基顺反异构协同进行。在a通道,羟自由基水分子簇可致α-Ala损伤。势能面计算表明:水环境下,在a通道3个水分子簇作氢迁移媒介,决速步能垒为113.37 kJ·mol-1,氢氧根水分子簇的催化使该能垒降到64.45 kJ·mol-1;在b通道2个水分子簇作氢迁移媒介,决速步能垒为135.00 kJ·mol-1。羟自由基水分子簇致α-Ala损伤的能垒在水分子抽氢和羟自由基抽氢时分别为24.47和80.60 kJ·mol-1。

• 单位
  白城师范学院; 物理学院