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Factors Influencing Ligand-Binding Properties of Heme Models:A First Principles Study of Picket-Fence and Protoheme COmplexes

机译:影响血红素模型的配体结合特性的因素:栅栏和原血红素示例的第一个原理研究

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摘要

Two prototype heme models, protoporphyrin-IX [Fe(PPIX)]and picket fence [Fe(T_(piv)PP)(2-melIm)],are analyzed by density funcitonal theory (DFT)combined with moecular dynamics within the Ca-Parrinello scheme (CPMD). The fully optimized structures agree with experiments, help to clarify the structure of the Fe-XY bonds (XY=O_2,CO), and reveal new features like the small displacements of the T_(piv)P substituents to accommodate the bent FeO_2 unit (not
机译:通过密度函数理论(DFT)结合Ca-内的分子动力学,分析了两个原型血红素模型,原卟啉-IX [Fe(PPIX)]和栅栏[Fe(T_(piv)PP)(2-melIm)]。 Parrinello方案(CPMD)。完全优化的结构与实验相符,有助于阐明Fe-XY键(XY = O_2,CO)的结构,并揭示了一些新特征,例如T_(piv)P取代基的小位移以适应弯曲的FeO_2单元(不<Fe-OO = 121度)。还提供了[FeT_(piv)PP(2-meIm)CO]和[Fe(PPIX)]配合物的结构预测。 3 kcal mol〜(-1)有利于[Fe(PPIX)]乙烯基的顺式构象。卟啉取代基的存在或乙烯基构象都不会影响中心卟啉的电子和结构性质。还没有发现关于O_2,CO和NO结合的变化。分析了[Fe(T_(piv)PP)(2-meIm)(2-meIm)(O_2)]中与Fe-O-O弯曲相关的结构能自旋关系。发现从X射线结构获得的Fe-O_2键的不同取向具有相同的能量。与原血红蛋白相反,由于配体与极性结合袋的静电相互作用,栅栏环境极大地稳定了O_2和CO的结合。讨论了溶剂化壳对能量性质的可能影响。

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