Migración de protones y tautomerismo en la triglicina protonada

Área de la Ciencia:

• Química computacional es la química computacional.
• Química Física es la química física.
• Química biofísica y bioquímica.

Sus antecedentes:

• Glycylglycylglycine (GGG) es un tripeptido con relevancia biológica.
• Comprender la protonación y la fragmentación es crucial para la química de los péptidos.
• Estudios previos sobre la protonación GGG han dado resultados variables.

Objetivo del estudio:

• Investigar las vías de migración de protones en la glicilglicilina protonada (GGG).
• Para caracterizar la hipersuperficie de energía e identificar los puntos críticos.
• Determinar los sitios de protonación y los mecanismos de fragmentación más favorables.

Principales métodos:

• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) utilizando el nivel de teoría B3LYP/6-31++G.
• Caracterización de 19 puntos críticos (11 mínimos, 8 puntos de silla de montar) en la hipersuperficie de energía GGG.
• Cálculo de las estructuras de estado de transición y las barreras de energía libre para la migración y fragmentación de protones.

Principales resultados:

• Se identificaron 11 isómeros GGG protonados estables y 8 estados de transición.
• El sitio de protonación más favorable es el oxígeno carbonilo N-terminal, estabilizado por un enlace de hidrógeno O-H.N.
• La barrera de energía calculada para la formación de iones b(2) es de 32,5 kcal mol(-1).
• Los valores calculados de afinidad y basicidad de los protones están en excelente acuerdo con los datos experimentales revisados.

Conclusiones:

• La migración de protones en GGG protonado se caracteriza por pequeñas barreras individuales de energía libre.
• La protonación en el oxígeno carbonilo N-terminal es favorecida energéticamente, lo que lleva a vías de fragmentación específicas.
• El estudio proporciona datos computacionales precisos para la afinidad y la basicidad de los protones GGG, alineándose con los hallazgos experimentales.