天然mnsod活性中心的密度泛函理论研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第3期贵州科学Vo1．23，No．32005年9月GUIZHOUSCIENCESep．2005天然MnSOD活性中心的密度泛函理论研究胡宗超，李思良，王海侠，王一波(1．贵州大学化学系，贵州省高性能计算化学重点实验室，贵州贵阳550025；2．兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050)摘要本文用密度泛函理论对天然MnSOD的活性中心进行了计算，从电子组态、前线分子轨道、Mulliken重叠布居和NBO分析等方面解释了天然MnSOD的活性，为MnSOD模拟化

2、合物的分子设计提供了理论依据。关键词超氧化物歧化酶(SOD)；锰；密度泛函理论中围分类号0614．71l文献标识码A文章编号1003-6563(2005)03-0007-06DFTCALCULATIoNoFTHEACTIVESITEoFNATURALLNGA．NESESUPERoⅪDEDISMUTASEHUZong—chao，一liang‘，WANGHai—xia‘WANGYi—bo‘，(1．DepartmentofChemistry-GuizhouUniversity；KeyLaboratoryofGuizhouH

3、ishPerformanceComputationalChemistry-Guiyang550025；2．ColegeofPetrochemicalTechnology-LanzhouUniversityofTechnology，Lan~ou730050)ABSTRACTThebiologicalactivityofmanganesesuperoxidedismutase(MnSOD)wascalculatedwithDensity—Func-fionalTheory(DFT)onelectronconfigurat

4、ion-frontiermolecularorbital-MullikenoverlappopulationandNBOanalysis．TheresultcaIlprovidetheoreticalguideformoleculardesignofMnSODmodelcompounds．KEYWORDSsuperoxidedismutase；manganese；density—functionaltheory超氧化物歧化酶(Supemxidedismutase，简称类型：Cu，Zn—SOD【4J、Mn—SOD和Fe

5、—SOD【oJ。SOD，Ec：1．15．1．1)是一种广泛存在于生物体内的人体内的SOD含量是随着人体组织的老化和环境金属蛋白酶，是超氧阴离子自由基0一·最有效的的影响而降低，因此需要补充外源性SOD。但要把清除剂，它能催化歧化分解生物体氧化过程中产生天然SOD应用于实际，还存在SOD在体外存活时的有毒物02一·为02和H202¨】：间短、分子量大不易透过细胞膜等问题，其应用研究02一‘+Mn(Ⅲ)O2+Mn(Ⅱ)和临床药用价值受到很大的限制。然而，SOD作为02一·+Mn(Ⅱ)—M+H202+Mn(In)新型药用酶

6、在医疗、保健等方面却具有广泛的应用从而防治多种与之有关的疾病，具有抗衰老和抗癌前景。因此，人工合成稳定的小分子配合物作为天症的功能】。然SOD的替代物的研究就成为生物无机化学工作按所含金属辅因子的不同，可将SOD分为三大者广泛关注的课题7,83。人们在合成具有SOD活性收稿日期：2005—01—20项目基金：贵州省科学技术基金资助课题。作者简介：胡宗超(1965一)，男，贵州大学化学系副教授，从事无机化学教学和研究。李思良(1974一)，男，硕士研究生，无机材料化学方向。王海侠(1976一)，女，硕士研究生，无机材料

7、化学方向。王一波(1962一)，男，教授，从事量子化学研究。维普资讯http://www.cqvip.com8贵州科学23卷的模拟化合物过程中，总是希望从天然MnSOD活Asp167组成，Mn也几乎在此平面上，二面角Mn性中心的结构特征中获得分子设计的启发，因此有—N1—02一N3=一0．46。(1．58。)；／_N1一Mn—N3必要对天然MnSOD活性中心的结构进行量子化学=128．17。(128．07。)偏离120。，同时N1一Mn—理论计算。但由于天然SOD结构复杂，分子量大，O2降低到112．72。(114．

8、14。)。这种结构特征在所对理论计算方法也是一种挑战。刘晓红等采用有的Mn和FeSOD的活性中心结构中都存在，它有B3LYP／LanL2DZ对MnSOD活性中心进行了理论计助于产生一个有利于0一·结合上去的开放面u引。算，但未详细考察其电子组态。为了研究天然Mn—天然MnSOD活性中心的主要结构参数列于表1。SOD的电子组态及其活性，本文采用目