生理环境下缬氨酸消除羟自由基反应的密度泛函理论研究

摘要

该文采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法，研究了在生理环境（水液相、1.013×10～5 Pa、310.15 K）下缬氨酸（Val）消除羟自由基（OH）的反应机理.Val与OH有提H、加成和电子转移3个反应通道，反应的势能面研究结果表明：OH和OH·H₂O与Val的提H反应是自由能垒在24.7～67.8 kJ·mol^-1之间的热力学和动力学均允许的过程；OH和OH·H₂O与Val不饱和C的加成反应是自由能垒分别为90.4和93.2 kJ·mol^-1的热力学和动力学均不允许的过程；单电子从Val向OH转移是自由能垒为45.9 kJ·mol^-1的动力学允许但热力学不允许的过程.反应焓计算结果表明：除电子转移过程吸热外，其他过程均为放热过程.计算结果表明：Val在生命体内容易通过与OH的提H反应消除OH,可作为羟自由基的清除剂.

关键词

缬氨酸 / 羟自由基 / 密度泛函理论 / 自洽反应场理论 / 过渡态 / 单电子转移 / 自由能垒 / 反应焓

基金资助

海南科技职业大学校级重点课题(HKKY2025-ZD-01);海南科技职业大学校级课题(HKKY2024-02); 吉林省自然科学基金(YDZJ202401628ZYTS)资助项目