DFT исследование хиральной изомеризации комплекса двухвалентного кальция с валином (Val·Ca2+) в физиологических условиях
摘要
С использованием гибридных обменных функционалов M06-2X и MN15 на основе теории функционала плотности (DFT) в сочетании с моделью SMD, основанной на теории самоосогласованного реакционного поля для учета эффекта растворителя, исследован механизм изомеризации хиральных энантиомеров дивалентного кальциевого валина (Val·Ca2+) в физиологических условиях [водная фаза, 310.15 K и 1.013×105 Па (1 стандартная атмосфера)]. Исследование реакционных изомерных путей показало, что энантиомеры Val·Ca2+ могут изомеризоваться посредством переноса протона H через мостики карбонильного кислорода или аминного азота. Энергетические расчёты стационарных точек процесса изомеризации показали преимущество изомеризации с переносом протона через атом азота. Под влиянием полярности воды и кластеров молекул воды энергический барьер контрольного шага в предпочтительном реакционном пути составляет 118,6–121,9 кДж/моль. Результаты показывают, что скорость изомеризации комплексов двухвалентного кальция с валином в физиологической среде очень низка, что делает их относительно безопасными для использования в биологических системах для дополнения ионов кальция и валина.
关键词
двухвалентный кальций валин; эффект растворителя; теория функционала плотности; хиральная изомеризация; энергетический барьер реакции