碱基腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao1DecemberActaPhvs．一Chim．Sin．2013，29t12)，2551—25572551[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201310293www．whxb．pku．edu．cn碱基腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点刘帅李书实刘冬佳王长生(辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连l16029)摘要：正确理解核酸碱基和蛋白质多肽间的作用机制有助于人们利用这些生物分子有效地进行分子设计．进而制备具有特殊纳米结构和功能的生物分子材料．本文优化得到了碱基腺嘌呤与N-甲基乙酰胺、甘氨酸二肽、丙氨酸二肽形成的2O个氢

2、键复合物的结构并计算了结合能，探讨了腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点．研究发现：腺嘌呤可以使用两个不同位点(A1位点和A2位点)与N-甲摹乙酰胺形成N—H⋯N型或者N—H⋯O=C型氢键复合物，腺嘌呤使用A1位点与N-甲基乙酰胺形成的N—H⋯N型氢键复合物更稳定：二肽分子可以使用主链上两个不同何点(丙氨酸的Ala7位点和Ala5位点或者甘氨酸的Gly7位点和Gly5位点)与腺嘌呤形成含有N-H⋯N和N—H⋯O=C两条氢键的复合物，二肽分子使用Ala7或Gly7位点与腺嘌呤形成的氢键复合物更稳定：腺嘌呤与多肽问的氢键作用强于其与~_甲基乙酰胺的作用．基于分子中的原子理论与自然键轨道计算结果

3、分析了氢键作用的本质．关键词：碱基腺嘌呤：~．甲基乙酰胺；甘氨酸二肽：丙氨酸二肽：氢键：结合能中图分类号：0641SitePreferencesofAdenineHydrogenBondingtoPeptideAmidesLIUShuaiLIShu—ShiLIUDong—JiaWANGChang—Sheng(SchoolofChem~tryandChemicalEngineering,LiaoningNormal【fvP坶fDalian116029,LiaoningProvince，尸R．China)Abstract：Adetailedunderstandingofhownucleobas

4、esinteractwithproteinpeptideswillallowustogainvaluableinsightsintohowtheseinterestingbiologicalmoleculescouldbeusedtoconstructcomplexnanostructuresandmaterials．Inthiswork，theoptimalstructuresandbindingenergiesof20hydrogen．bondedcomplexes，whichcontainedthenucleicacidbaseadenine，，v_mechyIacetamide，a

5、glycinedipeptide，andanalaninedipeptide，wereobtained．Thesitepreferencesofadeninehydrogenbondingtopeptideamideswereexplored．ThecalculationresultsshowthatadeninecanusetwobindingsitesfsiteA1andsiteA21tOf0rmN—H⋯NorN—H⋯O—Chydrogen-bondedcomplexeswithN-methylacetamide；theN—H⋯Nhydrogen—bondedcomplexesform

6、edatsiteA1ofadeninearemorestable．ThecalculationresultsalsoshowthattheglycinedipeptidecanuseeithersiteGly7orsiteGly5．andthealaninedipeptidecanuseeithersiteAla7orsiteAla5toformhydrogen—bondedcomplexeswithadenine；thehydrogen—bondedcomplexesformedatsiteGly7oftheglycinedipeptideandatsiteAla7ofthealanin

7、edipeptidearemorestable．Thehydrogen—bondedcomplexesformedbyadenineandadipeptidehavelargernegativebindingenergieslhanthecomplexesformedbyadenineandN-methylacetamide．indicatinglhatlheinteractionbetweenadenineandthe