水液相下羟基负离子催化半胱氨酸旋光异构的机理

作者：喻小继; 孟雪飞; 黄煜纯; 姜春旭^*; 王佐成^*

来源：武汉大学学报(理学版), 2023, 69(03): 384-392.

DOI：10.14188/j.1671-8836.2022.0104

• 半胱氨酸
• 羟基负离子
• 密度泛函理论
• 过渡态
• 自洽反应场理论
• 活化能

采用密度泛函理论M06-2X和MN15方法，结合自洽反应场理论的SMD模型方法，研究了水液相下羟基负离子(OH-)催化半胱氨酸(Cys)分子的旋光异构反应机理。研究发现，两性Cys分子的消旋反应可以通过OH-直接抽取α-H质子和Cys碳负离子抽取水分子(H2O)质子实现，也可以在两性Cys向中性异构后，通过OH-抽取中性Cys的α-H质子和Cys碳负离子抽取H2O质子实现。势能面计算表明：第1种情况下Cys消旋反应的活化能垒是45.8 k J/mol，第2种情况下Cys消旋反应的活化能垒是51.6 k J/mol，均比水液相下Cys消旋反应的活化能垒104.0 k J/mol低很多。结果表明，水液相下OH-对Cys的旋光异构具有很好的催化作用。

• 单位
  白城师范学院; 长春师范大学