肌質(zhì)網(wǎng)鈣泵作用機(jī)理的相關(guān)問題研究.pdf

1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文肌質(zhì)網(wǎng)鈣泵作用機(jī)理的相關(guān)問題研究姓名：相峰申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：步宇翔20080409山東大學(xué)博士學(xué)位論文中英文摘要強(qiáng)度進(jìn)行耦合，此時(shí)對應(yīng)的復(fù)合物形式為三齒或雙齒耦合：當(dāng)Ca2ATP酶轉(zhuǎn)化到具有低親和位點(diǎn)的E2構(gòu)型時(shí)，谷氨酸Ca2會(huì)以不穩(wěn)定的形式(如單齒耦合模式)存在，因?yàn)榇朔N耦合形式有利于Ca12從結(jié)合位釋放到內(nèi)腔中。此外，頻率分析表明，在復(fù)合物中，C=O伸縮振動(dòng)模式具有最大強(qiáng)度的紅外吸收峰，并

2、且在結(jié)合了ca2之后，這些峰都會(huì)紅移。谷氨蠢一鈣離子復(fù)合曲的逐步水合致應(yīng)反其生物t文在實(shí)際的生命體中，反應(yīng)都是在溶液或蛋白環(huán)境下進(jìn)行的。而在溶劑分子的作用下，金屬離子配體的作用模式會(huì)與氣態(tài)中有所區(qū)別。為了更好地接近于真實(shí)的生命過程，我們又采用密度泛函理論(DFT)研究了逐步水合對谷氨酸Ca2體系的影響。研究內(nèi)容包括水合反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，逐步水合能及精確的構(gòu)型信息等。同時(shí)，為了進(jìn)一步考察水合作用的影響，本文也對相關(guān)的電荷轉(zhuǎn)移、鍵合分析以及

3、紅外光譜特征進(jìn)行了研究。計(jì)算結(jié)果表明，在靜電作用、電荷轉(zhuǎn)移、電子軌道效應(yīng)和離子配體、配體配體排斥力的共同影響下，水分子的增加削弱了CaO鍵的強(qiáng)度，并導(dǎo)致了(C)OCaO(C)鍵角的減小。而當(dāng)水分子同時(shí)結(jié)合在Ca寸的第一耦合層和第二耦合層時(shí)，外圍的水合使得內(nèi)層水分子靠近Ca2，而內(nèi)層的羧基氧逐漸遠(yuǎn)離Ca，。此外，由于氫鍵作用的增加，逐步水合過程可以使谷氨酸Ca2體系變得更穩(wěn)定。所有的逐步水合反應(yīng)均為焓驅(qū)動(dòng)過程，但是當(dāng)耦合的水分子位于第一層

4、時(shí)，這種逐步水合過程并不能無限制地進(jìn)行下去，而是有一個(gè)最大的水合數(shù)。本文的研究數(shù)據(jù)表明此數(shù)值為6或7。在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(PDB)中，Ca2的平均耦合數(shù)也為6，而在可溶性的生物體鈣蛋白中，最常見的耦合數(shù)為7，與我們的計(jì)算結(jié)果相一致。同時(shí)，溶劑化模型計(jì)算(SCRF)和高水平的MP2計(jì)算也證實(shí)了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。在計(jì)算過程中，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常重要的配體交換的現(xiàn)象，即：無論水分子耦合在Ca2的第一層還是第二層，隨著耦合數(shù)的增加，它們都會(huì)逐步削弱谷