計算機模擬視紫質分子生物機理.pdf

1、視紫質作為研究GPCR(G-protein coupled receptor)的結構原型，是目前GPCR的成員中研究最多最廣泛的體系之一。它是參與視覺信號傳導的光敏感受體，由兩部分組成:視蛋白部分和Ⅱ順式視黃醛，Ⅱ順式視黃醛通過質子化的席夫堿共價連接著賴氨酸側鏈。由于視紫質的激活機制還未完全闡述清楚，故需對其進行深入的研究，為以后與視紫質相關疾?。ㄉ匦砸暰W(wǎng)膜炎）的藥物的發(fā)展和研究打下基礎。
　　本文以視黃醛分子為模型，根據(jù)量子化

2、學理論，利用Gaussian軟件包，構建Ⅱ順式視黃醛和去質子化的全反式視黃醛席夫堿構型，并對其結構以及光譜性質進行分析。本文研究所得結果如下:
　　一、在氣相和隱性水相環(huán)境中，以B3LYP/6-311++G(d，p)方法來闡述Ⅱ視黃醛立體異構體的異構化過程，并分析其結構和分子性能，如視黃醛異構體的能壘、偶極矩、鍵級、HOMO-LUMO能級差以及理論預測的振動頻率等。隱性水環(huán)境對視黃醛異構體的支柱骨架上多烯鏈的幾何結構和振動頻率的影

3、響顯著。Ⅱ順式和全反式視黃醛異構體的多烯鏈結構在水相環(huán)境中出現(xiàn)離域現(xiàn)象，表現(xiàn)為具有較長的雙鍵和較短的單鍵。此外，B3LYP方法預測的視黃醛異構體構型的振動頻率與實驗值相吻合。本文所獲得的方法和結果為研究顯性水溶液，甚至蛋白環(huán)境中的異構化過程提供了理論基礎。
　　二、用B3LYP/6-31++G(d，p)方法來執(zhí)行去質子化的反式視黃醛席夫堿構型的構象空間研究。通過對視黃醛席夫堿構型的四個內部支柱扭轉角進行勢能面掃描，一共找到了8個不

4、同的視黃醛席夫堿的構象異構體。然后使用6-311++G(d，p)基組并結合MP2和B3LYP方法來分析構象異構體的結構特性和光譜性質。結果表明視黃醛席夫堿的構象異構體的相對穩(wěn)定次序不依賴于本文所使用的理論方法。也再次證實了TD-DFT方法將會系統(tǒng)性地低估垂直激發(fā)能。預測的ECC模式（C=C伸縮的同相集體運動)對應的視黃醛席夫堿構型的拉曼光譜特征峰在1600cm-1附近。此外，本文認為使用B3LYP方法來預測含有共軛多烯鏈體系的拉曼光譜可