肌質網鈣泵作用機理的相關問題研究.pdf

1、山東大學博士學位論文肌質網鈣泵作用機理的相關問題研究姓名：相峰申請學位級別：博士專業(yè)：物理化學指導教師：步宇翔20080409山東大學博士學位論文中英文摘要強度進行耦合，此時對應的復合物形式為三齒或雙齒耦合：當Ca2ATP酶轉化到具有低親和位點的E2構型時，谷氨酸Ca2會以不穩(wěn)定的形式(如單齒耦合模式)存在，因為此種耦合形式有利于Ca12從結合位釋放到內腔中。此外，頻率分析表明，在復合物中，C=O伸縮振動模式具有最大強度的紅外吸收峰，并

2、且在結合了ca2之后，這些峰都會紅移。谷氨蠢一鈣離子復合曲的逐步水合致應反其生物t文在實際的生命體中，反應都是在溶液或蛋白環(huán)境下進行的。而在溶劑分子的作用下，金屬離子配體的作用模式會與氣態(tài)中有所區(qū)別。為了更好地接近于真實的生命過程，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。研究內容包括水合反應的熱力學參數，逐步水合能及精確的構型信息等。同時，為了進一步考察水合作用的影響，本文也對相關的電荷轉移、鍵合分析以及

3、紅外光譜特征進行了研究。計算結果表明，在靜電作用、電荷轉移、電子軌道效應和離子配體、配體配體排斥力的共同影響下，水分子的增加削弱了CaO鍵的強度，并導致了(C)OCaO(C)鍵角的減小。而當水分子同時結合在Ca寸的第一耦合層和第二耦合層時，外圍的水合使得內層水分子靠近Ca2，而內層的羧基氧逐漸遠離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均為焓驅動過程，但是當耦合的水分子位于第一層

4、時，這種逐步水合過程并不能無限制地進行下去，而是有一個最大的水合數。本文的研究數據表明此數值為6或7。在蛋白質數據庫(PDB)中，Ca2的平均耦合數也為6，而在可溶性的生物體鈣蛋白中，最常見的耦合數為7，與我們的計算結果相一致。同時，溶劑化模型計算(SCRF)和高水平的MP2計算也證實了計算結果的準確性。在計算過程中，還發(fā)現了一個非常重要的配體交換的現象，即：無論水分子耦合在Ca2的第一層還是第二層，隨著耦合數的增加，它們都會逐步削弱谷