TPPFe(II)、L-Thr-TPPFe(II)的电子结构特征及其载氧功能模拟 Theoretical studies on the Electronic structures and oxygen carrying functions of TPPFe(II) and L-Thr-TPPFe(II)

作者：蒋君好(重庆医科大学药学院)；周辉(重庆医科大学药学院; 重庆市生物化学与分子药理学重点实验室)；蒋启华(重庆医科大学药学院; 重庆市生物化学与分子药理学重点实验室)；邓萍(重庆医科大学药学院; 重庆市生物化学与分子药理学重点实验室)

Author：JIANG Jun-Hao(School of Pharmacy， Chongqing Medical University)；ZHOU Hui(School of Pharmacy， Chongqing Medical University; Chongqing Key Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology)；JIANG Qi-Hua(School of Pharmacy， Chongqing Medical University; Chongqing Key Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology)；DENG Ping(School of Pharmacy， Chongqing Medical University; Chongqing Key Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology)

收稿日期：2014-11-17          年卷（期）页码：2016，53(2):367-374

期刊名称：四川大学学报: 自然科学版

Journal Name：Journal of Sichuan University (Natural Science Edition)

关键字：铁卟啉；L-苏氨酸；电子结构；载氧功能

Key words：TPPFe(II)， L-Threonine，tp钱包官方网站 Oxygen carrying functions， tpwallet官方网站 Theoretical Study

基金项目：重庆市教委科学技术项目（KJ120307）

中文摘要

采用密度泛函理论B3LYP方法和混合基组（Fe(II)采用赝式基组Lan2dz；C、H原子采用6-31G(d)；N、O采用6-311++G(2d， p)）对卟啉亚铁（TPPFe(II)）、L-苏氨酸卟啉亚铁（L-Thr-TPPFe(II)）的电子结构特征进行了研究；为了模拟真实的体内环境和实验条件，理论计算采用了极化连续介质模型（PCM）模拟CHCl3和H2O的溶剂效应. 在优化获得稳定构型的基础上，采用Multiwfn软件对获得的波函数进行了拓扑分析和静电势研究，获得了键鞍点电荷密度和分子表观静电势数据. 利用VMD软件绘制得到了表观静电势分布图. 研究发现：（1）苏氨酸残基中的羰基O原子与Fe(II)原子形成配位键，H(7)与N(1)之间存在分子内氢键；以上作用使得卟吩环扭曲变形. （2）苏氨酸残基与Fe(II)配位后可减弱O2和Fe(II)的配位作用，有利于O2的离去. （3）溶剂效应主要使分子内氢键作用减弱，卟吩环扭曲程度增加；减弱苏氨酸残基与Fe(II)的配位作用，增强O2与Fe(II)的配位作用. （4）L-Thr-TPPFe(II)的表观静电势的负值区域主要集中在O原子、N原子附近和苯环的轴面，分别体现了孤对电子和π电子的贡献；正值区域主要集中在苯环H原子和Fe(II)附近区域；中心Fe(II)处存在具有较大的表观静电势，容易与O2配位.

英文摘要

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