论文部分内容阅读
探究分子的稳定构象可以为其热力学动力学性质的研究提供理论指导。构象分析对于生物体系的计算模拟具有重要意义,而对于分子力场方法计算精度进行校准和各类体系的参数构建,是本文的主要研究工作,主要分为两部分。(一)选取具有不同化学性质的17个有机小分子(包括烷烃、烯烃、醚、醇、醛、胺、酸等)作为研究对象,对其进行稳定构象快速搜寻。应用Gaussian09软件,采用高水平B3LYP/6-311++G(d,p)方法,对能反映出不同分子结构特性的两个二面角进行势能面扫描,并对获取的稳定构象结构优化。以从头算获得的稳定构象相关性质为基准,采用ABEEMσπ/MM浮动电荷极化力场、AMOEBA极化力场、OPLS/AA、AMBER99sb、CHARMM27固定电荷力场同样对分子进行构象搜寻,通过结构参数的比较,ABEEMσπ/MM力场与从头算方法计算结果有很好的一致性,可以准确找到所有构象,优化得到的有机小分子的骨架二面角与从头算的平均绝对偏差MAD(mean absolute deviation)是所采用的不同力场中最小的,与高水平从头算数据拟合一致性最佳。(二)以极性氨基酸苏氨酸二肽作为模型分子,因其支链上存在羟基,考虑羟基可能对稳定构象产生影响,同时为了进一步完善苏氨酸二肽的所有可能存在的稳定构象,本研究在课题组之前对极性氨基酸苏氨酸二肽主链扫描得到的10类稳定构象基础上,对其侧链的两个二面角进行扫描。应用ABEEMσπ/MM及其他力场同样对苏氨酸二肽分子进行探究,以从头算得到的数据作为参考标准,将所得结果与之进行对比分析,数据显示,ABEEMσπ/MM能够获得与从头算相同的稳定构象数目,二面角的MAD仅为3.08°,而AMOEBA极化力场及OPLS/AA、AMBER99sb、CHARMM27固定电荷力场获得的稳定构象相关性质,均只能部分接近从头算结果。综上,ABEEMσπ/MM方法能够较快速且精准地搜寻分子的稳定构象,计算结果与从头算匹配度及拟合度较好,在分子构象研究领域具有优势,为以后研究生物大分子体系的相关性质打下了牢固基础。