結晶環境下の分子構造最適化法による分子認識機構の解明と結晶内反応経路への応用

晶体环境中分子结构优化方法阐明分子识别机制及其在晶内反应途径中的应用

基本信息

批准号：
07231220
负责人：
今村詮
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

われわれは、結晶環境下の分子構造最適化のためのS-SCF法を提唱し、いくつかの系に適用し、その信頼性の高いこと、および応用性の広いことを明らかにしてきている。本研究課題においては、このS-SCF法を分子認識機構の解明に応用する第一段階として、水素結合系への適用を試みた。すなわち生理活性を有することが知られている多糖類の一種であるキトサンの構造が、キトサンの高分子鎖間水素結合にどのように支配されているかを調べた。すなわち、まずキトサンのグルコース骨格の二重体を考え、その分子構造をエネルギー勾配法によって最適化した。その結果は、二個のグルコース環をつなぐ部分の二面体角を除いて、ほぼ実験値と一致した。しかし、上述の二面体角は、X線回折によって実験で得られている値と大きくずれていることがわかった。この原因は明らかに、キトサンの高分子鎖間水素結合に対応する二量体の水素結合の効果を無視していることによると考えられる。そこで、二個のグルコース環をつなぐ部分の二面体角を実験値と同じ値にして、その二面体角に対応する部分の力を計算したところ、かなり大きい力が残っていることがわかった。この系に、順次水素結合をさせてどの水素結合が、もっともその力を小さくさせるかを調べたところ、当該二面体角の近くの二個の水素結合が重要な役割を果していることがわかった。今後、この方法をより一般化して、分子認識機構へ応用する予定である。

我们提出了S-SCF方法，用于在晶体环境中优化分子结构，澄清它被应用于多个系统，并且它非常可靠并且具有广泛的适用性。在本研究问题中，我们试图应用于氢结合系统，作为将这种S-SCF方法应用于分子识别机制的第一步。换句话说，我们研究了壳聚糖的结构是一种已知具有生理活性的多糖的结构，以壳聚糖的聚合物链 - 氢键主导。换句话说，考虑了壳聚糖葡萄糖骨骼的双体，并通过能量梯度优化了分子结构。结果几乎与实验值相同，除了连接到两个葡萄糖环的零件的两个侧面角度。然而，发现上述两个方面的角度在很大程度上是通过x射线衍射在实验中获得的值。这可能是由于以下事实：壳聚糖的双分子氢结合的原因被忽略了。因此，当连接两个葡萄糖圆的零件的两个侧面角度与实验值相同，并且计算了与两个方面角度相对应的零件的力时，发现一个相当大的力留下来。研究该系统以确定哪种氢键是最小的，以降低其对该系统的功率，发现在两个方面的角度附近的两个氢键起着重要作用。将来，该方法将更加流行，并应用于分子识别机制。