通过使用元动力学/FMO3方法对芳香氨基酸与[Cp*Rh(H2O) 3]2+的结合进行计算洞察
Roberto Paciotti1, Alessandro Marrone2
1Department of Pharmacy, Università "G. D'Annunzio" Di Chieti-Pescara, I-66100, Chieti, Italy. r.paciotti@unich.it.
Rh (III) 复合体显示出药用前景. 计算研究显示[Cp*Rh(H2O) 3 2+复合物因其基组而选择性地向氨酸残留物,使得新的药物设计能够用于酸化等过程.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 药用无机化学 药用无机化学
- 生物物理化学 生物物理化学
背景情况:
- (III) 复合物具有显著的药理潜力,包括抗癌,抗菌和抗菌活性.
- 甲基cyclopentadienyl (Cp *) 连接体形成[Cp * Rh ((H2O) 3) 2 + 复合体,以其在温和条件下 (室温,pH 5-6) 在GPCR上与氨酸 (Tyr) 残留物进行化学选择性生物结合而闻名.
研究的目的:
- 为了阐明 [Cp*Rh(H2O) 3 2+ 与轮胎残留物的化学选择性结合背后的机制.
- 研究[Cp*Rh(H2O) ]2+与模仿芳香氨基酸侧链的小分子 (Tyr的p-cresol,Phe的toluene,Trp的3-methylimidazole) 之间的联体交换反应.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 计算 (B3LYP//CPCM/ωB97X-D) 用于优化复杂的几何形状.
- 在GFN2-xTB水平上进行了元动力学RMSD (MTD(RMSD)) 模拟,以探索反应途径.
- 在RI-MP2/6-311G//PCM层面使用FMO3计算来分析电子结构.
主要成果:
- 计算分析表明,氨酸的基组对于[Cp*Rh]2+复合物的高选择性至关重要.
- 基团通过作为键受体和键供体,影响着连接物交换反应的热力学和动力学方面.
- 该研究确定了特定的机制特征,这些特征有助于首选的反应是使用轮胎残留物而不是Trp和Phe.
结论:
- 基团在结中的双重作用解释了对氨酸的观察到的化学选择性.
- 这些发现为设计使用[Cp*Rh]2+支架的新型金属药物提供了机制基础.
- 有针对性的药物设计可以专注于涉及酸化和蛋白质与蛋白质相互作用等关键生物过程的轮胎残留物.
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