بررسي سينتيك مكانيسم قطعه قطعه شدن تعدادي دي‌پپتيد‌هاي انتخابي و ارائه يك نگرش نو براي نقش كاتيون‌هاي فلزهاي قليايي در اين فرايند

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پايان‌نامه مكانيسم دو مرحله اي واكنش قطعه قطعه شدن پپتيد ها در حضور دو يون قليايي Li+ و Na+ ارائه شده توسط گروس و همكاران مورد بررسي شيمي كوانتومي قرار گرفت تا پرامتر‌هاي ترموديناميكي هر مرحله از واكنش و انرژي‌هاي فعال‌سازي آن محاسبه شود. همين‌طور ساختار‌هاي بهينه واكنش‌دهنده و محصول در ارتباط با حالت‌گذار هر مرحله مشخص شد. در راستاي انجام اين بررسي، چهار دي‌پپتيد متداول به نام‌هاي تيروزين-آلانين (Tyr-Ala)، فنيل‌آلانين-آلانين (Phe-Ala)، آلانين-فنيل‌آلانين (Ala-Phe) و آلانين-گلوتامين (Ala-Gln) انتخاب شد. انتخاب اين چهار دي‌پپتيد به منظور بررسي اثر نوع امينواسيد‌هاي شركت كننده در ساختار پپتيد بر روي كميت‌هاي سينتيكي و ترموديناميكي اين مكانيسم است. علاوه بر اين، تاثير آب‌پوشي كاتيون فلزي با تعداد مولكول‌هاي آب متفاوت در محيط گازي و در نظر گرفتن ميدان الكتروستاتيك آب بررسي شد. نتايج محاسبات NBO و QTAIM به عنوان نتايج تكميل كننده براي تفسير تغييرات انرژي فعال‌سازي در شرايط مختلف استفاده شد. بدين منظور، تغييرات قدرت پيوند پپتيدي در مرحله اول و دوم مكانيسم، تغييرات پيوند CO كه مسئول بسته شدن حلقه در مرحله اول مكانيسم است، و تغييرات پيوند CO در مرحله دوم مكانيسم به عنوان يك پيوند تضعيف شده از طريق محاسبات NBO و محاسبات QTAIM براي دي‌پپتيد تيروزين-آلانين به عنوان يك مثال مورد بررسي جامع قرار گرفت. به‌طور كلي مشاهده شد كه در شرايط بدون آب‌پوشي، جايگزين كردن Li+ با Na+ باعث تغيير قابل توجه در انرژي فعال‌سازي دو مرحله شده به‌طوري كه كاهش انرژي فعال‌سازي براي مرحله اول مكاميسم و افزايش انرژي فعال‌سازي براي مرحله دوم مكانيسم ديده شد. هيدراته شدن كاتيون فلزي بسته به تعداد مولكول‌هاي آب اطراف كاتيون فلزي، تغييرات افزايشي يا كاهشي در انرژي فعال‌سازي مراحل اول و دوم مكانيسم نشان مي‌دهد كه از ديدگاه بيوشيمي داراي اهميت است. به عنوان مثال، انرژي فعال‌سازي مرحله اول و دوم مكانيسم براي تيروزين-آلانين ليتيوم‌دار در فاز گازي به ترتيب برابر با 09/29 و 31/38 كيلوكالري بر مول است كه در شرايط آب‌پوشي با سه مولكول آب، اين مقادير به ترتيب برابر با 02/22 و 69/40 كيلوكالري بر مول مي‌رسد. بر اساس مطالعات انجام شده و محاسبات IRC صورت گرفته بر روي هر دو مرحله مكانيسم، حد واسط پيشنهاد شده مرحله اول توسط گروس و همكاران كه يك حد واسط با حلقه هفت عضوي است، تاييد نمي‌شود و براي اكثر دي‌پپتيد‌ها به جز تركيب يك آبه تيروزين-آلانين مورد تاييد قرار نگرفت. مقايسه دي‌پپتيد تيروزين-آلانين ليتيوم‌دار در فاز گازي با دي‌پپتيد آلانين-گلايسن كه هر دو امينواسيد آن آليفاتيك است، نشان داد كه در حضور دو آمينواسيد آليفاتيك در ساختار دي‌پپتيد افزايش قابل توجه در انرژي فعال‌سازي مي‌شود به‌طوري كه براي مرحله اول و مرحله دوم مكانيسم آلانين-گلوتامين در فاز گازي، انرژي فعال‌سازي به ترتيب برابر با 44/34 و 20/45 كيلوكالري بر مول مي‌شود.

231869

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان