半胱氨酸的手性对映体转变及水分子簇的催化作用

作者：李冰; 庄严; 马宏源; 潘宇; 姜春旭; 王佐成^*

来源：武汉大学学报(理学版), 2020, 66(01): 43-54.

DOI：10.14188/j.1671-8836.2019.0067

• 半胱氨酸
• 手性对映体
• 密度泛函理论
• 过渡态
• 多体微扰理论

采用色散校正密度泛函理论的WB97X-D方法和多体微扰理论的MP2方法研究了2种稳定构象的半胱氨酸分子手性对映体转变及水分子簇的催化。反应通道研究发现:半胱氨酸分子的手性对映体转变可以在3个通道a、b和c实现,a和b通道分别是羧基异构和α-氢向氨基氮迁移分步进行和协同进行,c通道是α-氢向羰基氧迁移后羧基氢再向氨基氮迁移。根据R-基异构和α-氢迁移的顺序不同,每个通道又可分为几条路径。势能面计算表明:a是优势反应通道,构象1在a通道的2条路径上的反应活化能分别为264. 7,268. 1 kJ·mol-1,构象2在a通道上的反应活化能为267. 6 kJ·mol-1;2个水分子簇的催化使构象1和2在a通道的反应活化能分别降至95. 3,72. 4 kJ·mol-1。结果表明:水分子簇的催化可使半胱氨酸分子实现手性对映体转变。

• 单位
  物理学院; 白城师范学院