发展尿素与丙氨酸二肽相互作用的ABEEM/MM可极化力场

作者：胡端羽; 刘林林; 宫利东^*; 杨忠志^*

来源：分子科学学报：中英文版, 2023, 39(06): 491-500.

DOI：10.13563/j.cnki.jmolsci.2023.06.061

• ABEEM/MM
• 丙氨酸二肽
• 尿素
• 水
• 蛋白质变性

基于ABEEM/MM浮动电荷模型，尝试建立了一个新的可合理描述尿素-丙氨酸二肽-水分子之间相互作用的可极化力场.采用量子力学(QM)ωB97X-D/6-311++G(3df, 2p)//MP2/aug-cc-pVTZ方法对(Urea)(Ala)2的结构、电荷分布及结合能进行计算，以及HF/STO-3G方法计算电荷分布.构建尿素-丙氨酸二肽-水体系的ABEEM/MM势能函数，基于QM计算结果，优选确定相关参数.结果表明，与QM相比，ABEEM/MM获得的(Urea)(Ala)2的键长、键角、二面角和结合能的AAD(平均绝对偏差),RMSD(均方根偏差)和RRMSD(相对均方根偏差)分别为0.000 8 nm, 0.001 4 nm, 1.2%;1.36°,1.72°,1.5%;4.10°,5.56°,5.0%;6.07 kJ·mol-1,6.82 kJ·mol-1和10.2%,电荷分布的线性相关系数为0.988.将上述势能函数应用于(Ala)2(Urea)2(H2O)6体系，以检验势能函数的合理性和参数的可转移性.与QM相比，ABEEM/MM获得的键长、键角、二面角和结合能的AAD,RMSD,RRMSD分别为0.001 0 nm, 0.001 5 nm, 1.3%;1.23°,1.67°,1.5%;1.74°,2.37°,5.5%;9.33 kJ·mol-1,10.63 kJ·mol-1和2.7%,电荷分布的线性相关系数为0.984.这表明ABEEM/MM和QM的结果有很好的一致性.所建立的ABEEM/MM势能函数可以合理描述尿素-丙氨酸二肽-水体系的结构、能量和电荷分布，为进一步建立尿素致蛋白质变性微观机制的ABEEM/MM浮动电荷力场打下基础.

• 单位
  化学化工学院; 辽宁师范大学