量子化学计算对4种抗氧化肽清除自由基活性机理判别分析

多肽作为一种极具潜力的功能性食品基料,已经成为食品研究领域的热门之一。本文以大豆蛋白水解产物中的4种抗氧化肽为研究对象,采用半经验AM1和密度泛函理论(DFT)等量子化学计算方法对其清除自由基活性进行理论计算研究,通过计算原子电荷、分子总能量和供氢后的分子结构能量、能量最高占有轨道能(EHOMO)和最低空轨道能(ELUMO)等理论指标,分析了影响多肽清除自由基活性的因素,推断其作用机理。结果表明,通过计算所得理论数据预测的多肽清除自由基活性与实验测定的结果基本一致。更多还原     

7种白藜芦醇及其多羟基位衍生物的清除自由基活性机理的理论预测分析

白藜芦醇是一种具有广泛抗氧化活性的多酚类天然化合物,能有效阻断自由基链式反应。为研究白藜芦醇及其相关衍生物的清除自由基的活性机理及性质,本实验设计7种白藜芦醇及其多羟基衍生物结构并构建分子模型,使用Gaussian 09软件通过密度泛函法DFT对7种分子进行量子化学计算。分析发现原子电荷分布图和前线分子轨道图能直观阐述白藜芦醇及其多羟基衍生物的活性基团;羟基位OH电荷差值和前线分子轨道π电子云密度能很好表征各羟基位活性顺序;根据前线分子轨道能级差△E及能隙Egap对照表征预测了白藜芦醇及其多羟基衍生物的活性大小以及各羟基位的活性顺序,其中各羟基的活性顺序4、4’位羟基>3、3’位羟基>5、5’位羟基,且4、4’位羟基位是主要的活性位点,其相应量化参数能作为推测分子抗氧化活性的主要指标。最终预测3,3’,4,4’,5,5’-六羟基反二苯代乙烯是7种白藜芦醇及其多羟基衍生物中抗氧化活性最高的分子结构。通过量子化学计算研究所得结果对高抗氧化活性的白藜芦醇相关衍生物结构的筛选和设计具有理论指导意义。 更多还原     

硝基芳烃对斜生栅列藻毒性的定量构效关系研究

用DFT-B3LYP方法分别在ST()-3G,6-31G*,6-311G**基组水平上对25种硝基芳烃化合物进行全优化计算获得了相应量子化学参数,利用线性逐步回归法(LSR)建立硝基芳烃对斜生栅列藻毒性的定量构效关系(QSAR)模型,采用内部及外部双重验证的办法深入分析和检验模型的稳健性,选出最佳模型.与此同时,利用人工神经网络误差反传算法(BP网络)建立了非线性QSAR模型.LSR和BP建模的复相关系数(R2),去一法(LOO)交互检验复相关系数(R2cv),外部预测样本复相关系数(R2ext)分别为0.926,0.866,0.843和0.938,0.763,0.843,表明所建立的QSAR模型的稳定性和预测能力良好.结果表明:硝基芳烃对斜生栅列藻的毒性与次最低空轨道能、最正的硝基净电荷和前沿轨道能级差的相关性较好.     

青霉素模型化合物的密度泛函研究

用密度泛函理论的BLYP方法，在6-311＋G^＊基组水平上对青霉素的3个模型化合物的几何构型和红外光谱进行了优化、计算和归属，得到每个模型化合物羰基的红外频率，从而确定了青霉素的结构．同时，文中还分析了3种模型化合物的几何构型和红外光谱的变化原因，证实了密度泛函理论计算方法对研究大分子结构的可行性．     

水液相下羟基自由基诱导半胱氨酸分子损伤的机理

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD(solvation model based)模型方法,研究了水液相下羟基自由基(OH^·)诱导半胱氨酸分子(Cys)损伤的反应机理。研究发现：Cys的损伤可通过OH^·抽取其H原子、OH^·加成到羧基C和单电子从Cys分子向OH^·转移3个通道实现。势能面计算表明：OH^·加成到羧基C的反应通道最具优势,是无势垒过程;OH^·抽取α-H、质子化氨基H、巯基H和亚甲基H的最低能垒分别是12.5、4.6、7.3、8.9 k J/mol;电子从Cys向OH^·转移的反应为劣势通道,能垒为93.5 k J/mol。结果表明,水液相下OH^·容易导致Cys分子损伤。     

水环境下羧基与氨基间为单氢键的α-Ala旋光异构及羟自由基和氢氧根的作用

采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场（SCRF）理论的SMD模型方法,研究了水环境下羧基与氨基间为单氢键的α-Ala旋光异构及羟自由基和氢氧根作用的反应。研究发现：α-Ala的旋光异构可在a和b两个通道实现,a通道为羧基顺反异构后,水分子簇作媒介质子以氨基为桥从α碳的一侧向另一侧迁移;b通道为水分子簇作媒介,质子从α碳向氨基氮的迁移与羧基顺反异构协同进行。在a通道,羟自由基水分子簇可致α-Ala损伤。势能面计算表明：水环境下,在a通道3个水分子簇作氢迁移媒介,决速步能垒为113.37 kJ·mol^-1,氢氧根水分子簇的催化使该能垒降到64.45 kJ·mol^-1;在b通道2个水分子簇作氢迁移媒介,决速步能垒为135.00 kJ·mol^-1。羟自由基水分子簇致α-Ala损伤的能垒在水分子抽氢和羟自由基抽氢时分别为24.47和 80.60 kJ·mol^-1。     

几种常用离子液体阴离子吸附SO2行为的DFT计算

采用第一原理密度泛函理论(DFT)计算方法研究了常用的几种离子液体阴离子(Tf2N-,BF-4,PF-6)对二氧化硫(SO2)的吸附行为,计算了这几种阴离子吸附SO2分子的几何结构、吸附能以及SO2的振动频率.研究发现,3种离子液体阴离子与SO2分子之间的相互作用力介于物理吸附和化学吸附作用之间,三者对SO2分子吸附能力的强弱顺序依次为:BF-4,Tf2N-,PF-6.多个SO2分子在这些阴离子上的吸附也表现出相同的吸附强弱顺序.结果表明,SO2在离子液体中的溶解度会随着SO2和阴离子之间的相互作用强弱而变化.