應(yīng)用ABEEM-MM模型和量子化學(xué)方法研究Mg2+Ca2+與DNA堿基的相互作用.pdf

1、在生理上,核酸是多陰離子的聚合體,因此可以用金屬離子中和它的負電荷。但是金屬離子與核酸相互作用不僅僅是中和其負電荷,它對核酸的生物功能也有一定的作用。不同的金屬離子與DNA堿基相互作用的強弱取決于離子的電荷、大小以及電子結(jié)構(gòu)。本文應(yīng)用ABEEM／MM模型和量子化學(xué)方法研究了鎂、鈣離子和DNA的四種堿基單體以及Watson-Crick堿基對的相互作用,主要包括復(fù)合物的結(jié)合位點,結(jié)構(gòu)參數(shù),電荷轉(zhuǎn)移,能量參數(shù)以及穩(wěn)定性等性質(zhì)。
　　

2、鎂、鈣離子-堿基單體復(fù)合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分別在B3LYP／6—311++G(d,p)和MP2／6—311++G(2d,2p)水平下進行的,能量計算分別采用MP2／6—311++G(2d,2p)和CCSD(T)／6—311++G(2d,2p)方法,并且進行了基組重疊誤差校正(BSSE)。結(jié)果表明,這兩種方法優(yōu)化出的結(jié)構(gòu)和計算出的能量相差不大。應(yīng)用以密度泛函理論和電負性均衡原理為基礎(chǔ)的原子-鍵電負性均衡方法(ABEEM)融合進分子力場對鎂、鈣離

3、子和DNA四種堿基單體進行研究,通過量子化學(xué)計算,并結(jié)合我們自編的程序,在原有堿基單體的參數(shù)基礎(chǔ)下擬合了鎂、鈣離子-堿基復(fù)合物的ABEEM的參數(shù)。通過這些參數(shù)優(yōu)化了鎂、鈣離子-堿基復(fù)合物的結(jié)構(gòu)并且計算其能量,所得結(jié)果與量子化學(xué)的結(jié)果有著很好的一致性。
　　 應(yīng)用量子化學(xué)方法研究鎂、鈣離子-堿基對復(fù)合物,結(jié)構(gòu)優(yōu)化是在HF近似的水平下,H,C,N,O使用6—311++g(d,p)基組,鎂、鈣離子用LanL2DZ贗勢基組,計算體系能量

4、采用MP2／6—311++G(d,p)方法,并進行了BSSE校正。此外,以離子-堿基單體復(fù)合物的各種性質(zhì)作為基礎(chǔ),對離子-堿基對復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和能量進行了比較分析。
　　 最后,應(yīng)用量子化學(xué)方法對堿金屬離子在汞金屬界面的吸附作用進行了研究。選取汞金屬界面的三個典型的位置(空穴、橋位和頂點位置),采用MP2方法計算得到Li+、Na+、K+三種離子在汞表面不同位置的吸附能。結(jié)果表明,三種金屬離子都是在空穴位置有較大的吸附能,然后是橋位