对金属酶反应的基准密度功能理论方法:MME55集的引入
Dominique A Wappett1, Lars Goerigk1
1School of Chemistry, The University of Melbourne, Melbourne, Victoria 3010, Australia.
Journal of chemical theory and computation
|November 9, 2023
概括
我们介绍了MME55,这是金属酶反应能量和屏障高度的基准. 双混合动力和范围分离的混合动力密度函数显示高精度,在酶能量方面表现优于B3LYP.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 量子化学是一种量子化学.
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 金属酶是重要的生物催化剂.
- 对金属酶反应能量进行准确的计算建模具有挑战性.
- 现有的基准值可能不能完全反映金属酶活性位点的复杂性.
研究的目的:
- 为金属酶模型反应开发一个全面的基准集 (MME55).
- 为了评估各种密度函数近似 (DFAs) 对金属酶能量学的性能.
- 确定准确和高效的计算方法来研究金属酶.
主要方法:
- 创建了MME55基准集,包括10个多达116个原子和8种过渡金属的金属酶模型.
- 高级合集群计算 (DLPNO-CCSD(T)) 作为参考值.
- 多重密度函数近似的基准测试,有或没有分散校正,使用三次ζ基础集.
主要成果:
- 分散校正始终提高了DFA的性能.
- 三倍ζ基数组提供了精度和效率的最佳平衡.
- 双混合功能 (SOS0-PBE0-2-D3(BJ),revDOD-PBEP86-D4) 和范围分离的混合 (ωB97M-V, ωB97X-V) 是MME55集的最准确的方法.
- B3LYP在这个基准设置上表现不佳.
结论:
- MME55集提供了对金属酶的计算方法的严格评估.
- 建议使用双混合动力和范围分离的混合动力功能来获得准确的金属酶能量.
- 该研究建议不要使用B3LYP用于酶能量因其局限性.
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