Расчёт ИК-спектров аминокислот с неполярными радикалами методом классической МД. Отнесение полосы в области 2300 см-1
Ключевые слова:
цвиттер-ионы аминокислот, межмолекулярные Н-связи
Аннотация
ИК спектры водных растворов глицина, фенилаланина и пролина рассчитаны методом классической МД. При этом применялись силовые поля Amber и OPLS-AA, а вода описывалась моделями SPC/E и TIP3P. Найдено, что приближение Amber-TIP3P хорошо воспроизводит парные функции распределения расстояний азот – кислород молекул воды. ИК спектры получали посредством Фурье-преобразования автокорреляционной функции дипольного момента аминокислот. Расчетные значения частот ИК-активных полос, обусловленных валентными колебаниями N−H и C−H групп, согласуются с литературными данными. Полоса около 2300 cm-1 существует в расчетных ИК спектрах глицина и фенилаланина. Она обусловлена валентными колебаниями группы NH3+, образующей +N−H…Ow связи с молекулами воды. Эта полоса отсутствует в расчетном ИК спектре пролина.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1.
Aikens C.M., Gordon M.S., J. Am. Chem. Soc., 2006, Vol. 128, pp. 12835-12850.
2.
Rodziewicz P., Doltsinis N.L., Chem.Phys.Chem., 2007, Vol.8, pp. 1959 1968.
3.
Bachrach S.M., J. Phys. Chem. A, 2008, Vol. 112, pp. 3722-3730.
4.
Rai A.K., Fei W., Lu Z., Lin Z., Theor. Chem. Acc., 2009, Vol. 124, pp. 37-47.
5.
Jacquemin D., Michaux C., Perpete E.A., Frison G., J. Phys. Chem. B, 2011, Vol. 115, pp. 3604-3613.
6.
Kim J.Y., Ahn D.S., Park S.W. et al., RSC Adv.,2014, Vol. 4, pp. 16352-16361.
7.
Hugosson H.W., Laio A., Maurer P., Rothlisberger U., J. Comput. Chem., 2006, Vol. 27, pp. 672-684.
8.
Jalkanen K.J., Degtyarenko I.M., Nieminen R.M., Cao X., Nafie L.A., Zhu F., Barron L.D., Theor. Chem. Acc., 2008, Vol.119, pp. 191-210.
9.
Niskanen J., Murugan N.A., Rinkevicius Z.,Vahtras O., Monti S., Carravetta V., Ågren H., Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, Vol. 15, pp. 244-254.
10.
Chang J., Lenhoff A.M., Sandler S.I., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp. 2098-2106.
11.
Troitzsch R.Z., Martyna G. J., McLain S.E., Soper A.K., J. Crain, J. Phys. Chem. B, 2007, Vol.111, pp. 8210-8222.
12.
Sterpone F., Stirnemann G., Hynes J.T., Laage D., J. Phys. Chem. B, 2010, Vol. 114, pp. 2083-2089.
13.
Horn A.H.C., J. Mol. Model., 2014, Vol. 20, pp. 2478-2592.
14.
Amninder S. V. , Timothy S.G., Scott A.W., Allan M.T., William S.P., Frontiers in Physics, 2015, Vol. 3, pp. 1-15.
15.
Panuszko A., Adamczak B., Czub J., Gojło E., J. Stangret, Amino Acids, 2015, Vol. 47, pp. 2265-2278.
16.
Bastida A., Zuniga J., Requena A., Miguel B., Candela M.E., Soler M.A., J. Phys. Chem. B, 2016, Vol.120, pp. 348-357.
17.
Fedotova M.V., Kruchinin S.E., J. Mol. Liq., 2012, Vol. 169, pp. 1-7.
18.
Fedotova M.V., Dmitrieva O.A., Amino Acids, 2015, Vol. 47, pp. 1015-1023.
19.
Troitzsch R.Z., Tulip P.R., Crain J., Martyna G.J., Biophys. J., Vol. 95, 2008, pp. 5014-5020.
20. Sun J., Bousquet D., Forbert H., Marx D.,
J. Chem. Phys., 2010, Vol. 133, pp. 114508114508114518.
21.
Sun J., Niehues G., Forbert H., Decka D., Schwaab G., Marx D., Havenith M., J. Am. Chem. Soc., 2014, Vol.136, pp. 5031-5038.
22.
Tuñón I., Rinaldi D., Ruiz-López M.F., Rivail J.L., J. Phys. Chem., 1995, Vol. 99, pp. 3798-3805.
23. Da Silva E.F., Svendsen H.F., Merz K.M.,
J. Phys. Chem. A, 2009, Vol. 113, pp. 64046409.
24.
Brancato G., Barone V., Rega N., Theor. Chem. Acc., 2007, Vol. 117, pp. 1001-1015.
25.
Barone V., Carnimeo I., Scalmani G., J. Chem. Theory Comput., 2013, Vol. 9, pp. 20522071.
26.
Vener M. V., Shenderovich I. G., Rykounov A. A., Theor. Chem. Acc., 2013, Vol. 132, pp. 1-9.
27.
Lee Y.S., Krauss M., J. Am. Chem. Soc., 2004, Vol. 126, pp. 2225–2230.
28.
Mathias G., Marx D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, Vol. 104, pp. 6980–6985.
29.
Kaliman I., Grigorenko B., Shadrina M., Nemukhin A., Phys. Chem. Chem. Phys., 2009, Vol. 11, pp. 4804-4807.
30.
Goyal P., Ghosh N., Phatak P., Clemens M., Gaus M. et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, Vol. 133, pp. 14981-14997.
31.
Liang T., Walsh T. R., Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, Vol. 8, pp. 4410–4419.
32.
Debiec K.T., Gronenborn A.M., Chong L.T., J. Phys. Chem. B, 2014, Vol. 118, pp. 6561–6569.
33.
Iftimie R., Tuckerman M. E., J. Chem. Phys., 2005, Vol. 122, pp. 214508 (1-11).
34.
Gaigeot M.P., Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, Vol. 12, pp. 3336-3359.
35.
Rocchi C., Bizzarri A.R., Cannistraro S., Phys. Rev. E, 1998, Vol. 57, pp. 3315-3325.
36.
Barth A., Biochim. Biophys. Acta, 2007, Vol. 1767, pp. 1073-1101.
37.
Wolpert M., Hellwig P., Spectrochim. Acta A, 2006, Vol. 64, pp. 987-1001.
38.
Derbel N., Hernández B., Pflüger F., Liquier J., Geinguenaud F. et al., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp.1470–1477.
39.
Daněček P., Kapitán J., Baumruk V., Bednárová L. et al., J. Chem. Phys., 2007, Vol. 126, pp. 224513 (1-13 ).
40.
Chowdhry B.Z., Dines T.J., Jabeen S., Withnal R., J. Phys. Chem. A, 2008, Vol. 112, pp. 10333-10347.
41. Panuszko A., Smiechowski M., Stangret J.,
J. Chem. Phys., 2010, Vol. 134, pp. 115104 (19).
42. Hernández B., Pflüger F., Adenier A. et al., J. Phys. Chem. B, 2010, Vol. 114, pp.1531915330.
43. Moreno J.R.A., Moreno M.M.Q., Ureña
F.P. et al., Asymmetry, 2012, Vol. 23, pp. 10841092.
44. Kumar S., Rai A.K., Singh V.B., Rai S.B., Spectrochimica Acta Part A, 2005, Vol. 61, pp. 2741-2746.
45. Kitadai N., Yokoyama T., Nakashima S.,
J. Mol. Struct., 2010, Vol. 981, pp. 179-186.
46.
Kumar S., Elixir. Vib. Spec., 2011, Vol. 39, pp. 4996-4999.
47.
Johnson S.L., Rumon K.A., J. Phys. Chem., 1965, Vol. 69, pp. 74-86.
48. Kong S., Shenderovich I.G., Vener M.V.,
J. Phys. Chem. A, 2010, Vol. 114, pp. 23932399.
49.
Mukherjee A., Tothadi S., Chakraborty S. et al., Cryst. Eng. Comm., 2013, Vol. 15, pp. 4640-4654.
50.
Chakraborty S., Ganguly S., Desiraju G.R., Cryst. Eng. Comm., 2014, Vol. 16, pp. 4732-4741.
51.
Vener M.V., Odinokov F.V., et al., J. Chem. Phys., 2015, Vol. 142, pp. 215106 (1-9).
52.
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M., Phys. Rev. Lett., 1996, Vol. 77, pp. 3865-3868.
53.
Schwegler E., Grossman J.C., Gygi F., Galli G., J. Chem. Phys., 2004, Vol. 121, pp. 5400-5409.
54.
Jonchiere R., Seitsonen A.P. et al., J. Chem. Phys., 2011, Vol. 135, pp. 154503 (110).
55.
Needham T.E., Paruta A.N., Gerraughty R.J., J. Pharm. Sci., 1971, Vol. 60, pp. 565-567.
56.
Gomaa E.A., American Journal of Biochemistry, 2012, Vol. 2, pp. 25-28.
57.
Berendsen H. J. C., Spoel D., Drunen R., Comp. Phys. Comm., 1995, Vol. 91, pp. 43-56.
58.
Lindorff-Larsen K., Piana S. et al., Proteins, 2010, Vol. 78, pp. 1950-1958.
59. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura
J.D. et al., J. Chem. Phys., 1983, Vol. 79, pp. 926-935.
60.
Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J., J. Am. Chem. Soc., 1996, Vol. 118, pp. 11225-11236.
61.
Kaminski G.A., Friesner R.A. et al., J. Phys. Chem. B, 2001, Vol. 105, pp. 6471-6474.
62.
Berendsen H. J. C., Grigera J. R., Sraatsma T.P., J. Phys. Chem., 1987, Vol. 91, pp. 62696271.
63. Berendsen H. J. C., Postma J. P. M., et al.,
J. Chem. Phys., 1984, Vol. 81, pp. 3684-3690.
64.
Parrinello M., Rahman A., J. Appl. Phys., 1981, Vol. 52, pp. 7182-7190.
65.
Perera U. L., Berkowitz M. L., Darden T. Et al., J. Chem. Phys., 1995, Vol. 103, pp. 85778593.
66.
Bosma W.B., Fried L.E., Mukamel S., J. Chem. Phys., 1993, Vol. 98, pp. 4413-4421.
67.
Vener M.V., Sauer J., Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, Vol. 7, pp. 258-263.
68.
Praprotnik M., Janezic D., Mavri J., J. Phys. Chem. A, 2004, Vol. 108, pp. 11056– 11062.
69.
Praprotnik M., Janeži D., J. Chem. Phys., 2005, Vol. 122, pp. 174103(1-10).
70.
Yu. H., Cui Q., J. Chem. Phys., 2007, Vol. 127, pp. 234504(1-8).
71.
Andrews C.T., Elcock A.H., J. Chem. Theory Comp., 2013, Vol. 9, pp. 4585-4602.
72.
Sugawara K., Kameda Y., Usuki T. et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 2000, Vol. 73, pp. 19671972.
73.
McLain S.E., Soper A.K., Terry A.E., Watts A., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp. 4568-4580.
74.
Fedotova M.V., Dmitrieva O.A., Russ. J. Phys. Chem. A, Vol., 2014, Vol. 88, pp. 794797.
75.
Mary Y.S., Ushakumarib L., Harikumarc B., Varghesed H.T., Panickerb C.Y., J. Iran Chem. Soc., 2009, Vol. 6, pp. 138-144.
76.
Esadze A., Li D.W., Wang T., Bruschweiler R., Iwahara J., J. Am. Chem. Soc., 2011, Vol. 133, pp. 909-919 .
Aikens C.M., Gordon M.S., J. Am. Chem. Soc., 2006, Vol. 128, pp. 12835-12850.
2.
Rodziewicz P., Doltsinis N.L., Chem.Phys.Chem., 2007, Vol.8, pp. 1959 1968.
3.
Bachrach S.M., J. Phys. Chem. A, 2008, Vol. 112, pp. 3722-3730.
4.
Rai A.K., Fei W., Lu Z., Lin Z., Theor. Chem. Acc., 2009, Vol. 124, pp. 37-47.
5.
Jacquemin D., Michaux C., Perpete E.A., Frison G., J. Phys. Chem. B, 2011, Vol. 115, pp. 3604-3613.
6.
Kim J.Y., Ahn D.S., Park S.W. et al., RSC Adv.,2014, Vol. 4, pp. 16352-16361.
7.
Hugosson H.W., Laio A., Maurer P., Rothlisberger U., J. Comput. Chem., 2006, Vol. 27, pp. 672-684.
8.
Jalkanen K.J., Degtyarenko I.M., Nieminen R.M., Cao X., Nafie L.A., Zhu F., Barron L.D., Theor. Chem. Acc., 2008, Vol.119, pp. 191-210.
9.
Niskanen J., Murugan N.A., Rinkevicius Z.,Vahtras O., Monti S., Carravetta V., Ågren H., Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, Vol. 15, pp. 244-254.
10.
Chang J., Lenhoff A.M., Sandler S.I., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp. 2098-2106.
11.
Troitzsch R.Z., Martyna G. J., McLain S.E., Soper A.K., J. Crain, J. Phys. Chem. B, 2007, Vol.111, pp. 8210-8222.
12.
Sterpone F., Stirnemann G., Hynes J.T., Laage D., J. Phys. Chem. B, 2010, Vol. 114, pp. 2083-2089.
13.
Horn A.H.C., J. Mol. Model., 2014, Vol. 20, pp. 2478-2592.
14.
Amninder S. V. , Timothy S.G., Scott A.W., Allan M.T., William S.P., Frontiers in Physics, 2015, Vol. 3, pp. 1-15.
15.
Panuszko A., Adamczak B., Czub J., Gojło E., J. Stangret, Amino Acids, 2015, Vol. 47, pp. 2265-2278.
16.
Bastida A., Zuniga J., Requena A., Miguel B., Candela M.E., Soler M.A., J. Phys. Chem. B, 2016, Vol.120, pp. 348-357.
17.
Fedotova M.V., Kruchinin S.E., J. Mol. Liq., 2012, Vol. 169, pp. 1-7.
18.
Fedotova M.V., Dmitrieva O.A., Amino Acids, 2015, Vol. 47, pp. 1015-1023.
19.
Troitzsch R.Z., Tulip P.R., Crain J., Martyna G.J., Biophys. J., Vol. 95, 2008, pp. 5014-5020.
20. Sun J., Bousquet D., Forbert H., Marx D.,
J. Chem. Phys., 2010, Vol. 133, pp. 114508114508114518.
21.
Sun J., Niehues G., Forbert H., Decka D., Schwaab G., Marx D., Havenith M., J. Am. Chem. Soc., 2014, Vol.136, pp. 5031-5038.
22.
Tuñón I., Rinaldi D., Ruiz-López M.F., Rivail J.L., J. Phys. Chem., 1995, Vol. 99, pp. 3798-3805.
23. Da Silva E.F., Svendsen H.F., Merz K.M.,
J. Phys. Chem. A, 2009, Vol. 113, pp. 64046409.
24.
Brancato G., Barone V., Rega N., Theor. Chem. Acc., 2007, Vol. 117, pp. 1001-1015.
25.
Barone V., Carnimeo I., Scalmani G., J. Chem. Theory Comput., 2013, Vol. 9, pp. 20522071.
26.
Vener M. V., Shenderovich I. G., Rykounov A. A., Theor. Chem. Acc., 2013, Vol. 132, pp. 1-9.
27.
Lee Y.S., Krauss M., J. Am. Chem. Soc., 2004, Vol. 126, pp. 2225–2230.
28.
Mathias G., Marx D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, Vol. 104, pp. 6980–6985.
29.
Kaliman I., Grigorenko B., Shadrina M., Nemukhin A., Phys. Chem. Chem. Phys., 2009, Vol. 11, pp. 4804-4807.
30.
Goyal P., Ghosh N., Phatak P., Clemens M., Gaus M. et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, Vol. 133, pp. 14981-14997.
31.
Liang T., Walsh T. R., Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, Vol. 8, pp. 4410–4419.
32.
Debiec K.T., Gronenborn A.M., Chong L.T., J. Phys. Chem. B, 2014, Vol. 118, pp. 6561–6569.
33.
Iftimie R., Tuckerman M. E., J. Chem. Phys., 2005, Vol. 122, pp. 214508 (1-11).
34.
Gaigeot M.P., Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, Vol. 12, pp. 3336-3359.
35.
Rocchi C., Bizzarri A.R., Cannistraro S., Phys. Rev. E, 1998, Vol. 57, pp. 3315-3325.
36.
Barth A., Biochim. Biophys. Acta, 2007, Vol. 1767, pp. 1073-1101.
37.
Wolpert M., Hellwig P., Spectrochim. Acta A, 2006, Vol. 64, pp. 987-1001.
38.
Derbel N., Hernández B., Pflüger F., Liquier J., Geinguenaud F. et al., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp.1470–1477.
39.
Daněček P., Kapitán J., Baumruk V., Bednárová L. et al., J. Chem. Phys., 2007, Vol. 126, pp. 224513 (1-13 ).
40.
Chowdhry B.Z., Dines T.J., Jabeen S., Withnal R., J. Phys. Chem. A, 2008, Vol. 112, pp. 10333-10347.
41. Panuszko A., Smiechowski M., Stangret J.,
J. Chem. Phys., 2010, Vol. 134, pp. 115104 (19).
42. Hernández B., Pflüger F., Adenier A. et al., J. Phys. Chem. B, 2010, Vol. 114, pp.1531915330.
43. Moreno J.R.A., Moreno M.M.Q., Ureña
F.P. et al., Asymmetry, 2012, Vol. 23, pp. 10841092.
44. Kumar S., Rai A.K., Singh V.B., Rai S.B., Spectrochimica Acta Part A, 2005, Vol. 61, pp. 2741-2746.
45. Kitadai N., Yokoyama T., Nakashima S.,
J. Mol. Struct., 2010, Vol. 981, pp. 179-186.
46.
Kumar S., Elixir. Vib. Spec., 2011, Vol. 39, pp. 4996-4999.
47.
Johnson S.L., Rumon K.A., J. Phys. Chem., 1965, Vol. 69, pp. 74-86.
48. Kong S., Shenderovich I.G., Vener M.V.,
J. Phys. Chem. A, 2010, Vol. 114, pp. 23932399.
49.
Mukherjee A., Tothadi S., Chakraborty S. et al., Cryst. Eng. Comm., 2013, Vol. 15, pp. 4640-4654.
50.
Chakraborty S., Ganguly S., Desiraju G.R., Cryst. Eng. Comm., 2014, Vol. 16, pp. 4732-4741.
51.
Vener M.V., Odinokov F.V., et al., J. Chem. Phys., 2015, Vol. 142, pp. 215106 (1-9).
52.
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M., Phys. Rev. Lett., 1996, Vol. 77, pp. 3865-3868.
53.
Schwegler E., Grossman J.C., Gygi F., Galli G., J. Chem. Phys., 2004, Vol. 121, pp. 5400-5409.
54.
Jonchiere R., Seitsonen A.P. et al., J. Chem. Phys., 2011, Vol. 135, pp. 154503 (110).
55.
Needham T.E., Paruta A.N., Gerraughty R.J., J. Pharm. Sci., 1971, Vol. 60, pp. 565-567.
56.
Gomaa E.A., American Journal of Biochemistry, 2012, Vol. 2, pp. 25-28.
57.
Berendsen H. J. C., Spoel D., Drunen R., Comp. Phys. Comm., 1995, Vol. 91, pp. 43-56.
58.
Lindorff-Larsen K., Piana S. et al., Proteins, 2010, Vol. 78, pp. 1950-1958.
59. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura
J.D. et al., J. Chem. Phys., 1983, Vol. 79, pp. 926-935.
60.
Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J., J. Am. Chem. Soc., 1996, Vol. 118, pp. 11225-11236.
61.
Kaminski G.A., Friesner R.A. et al., J. Phys. Chem. B, 2001, Vol. 105, pp. 6471-6474.
62.
Berendsen H. J. C., Grigera J. R., Sraatsma T.P., J. Phys. Chem., 1987, Vol. 91, pp. 62696271.
63. Berendsen H. J. C., Postma J. P. M., et al.,
J. Chem. Phys., 1984, Vol. 81, pp. 3684-3690.
64.
Parrinello M., Rahman A., J. Appl. Phys., 1981, Vol. 52, pp. 7182-7190.
65.
Perera U. L., Berkowitz M. L., Darden T. Et al., J. Chem. Phys., 1995, Vol. 103, pp. 85778593.
66.
Bosma W.B., Fried L.E., Mukamel S., J. Chem. Phys., 1993, Vol. 98, pp. 4413-4421.
67.
Vener M.V., Sauer J., Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, Vol. 7, pp. 258-263.
68.
Praprotnik M., Janezic D., Mavri J., J. Phys. Chem. A, 2004, Vol. 108, pp. 11056– 11062.
69.
Praprotnik M., Janeži D., J. Chem. Phys., 2005, Vol. 122, pp. 174103(1-10).
70.
Yu. H., Cui Q., J. Chem. Phys., 2007, Vol. 127, pp. 234504(1-8).
71.
Andrews C.T., Elcock A.H., J. Chem. Theory Comp., 2013, Vol. 9, pp. 4585-4602.
72.
Sugawara K., Kameda Y., Usuki T. et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 2000, Vol. 73, pp. 19671972.
73.
McLain S.E., Soper A.K., Terry A.E., Watts A., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp. 4568-4580.
74.
Fedotova M.V., Dmitrieva O.A., Russ. J. Phys. Chem. A, Vol., 2014, Vol. 88, pp. 794797.
75.
Mary Y.S., Ushakumarib L., Harikumarc B., Varghesed H.T., Panickerb C.Y., J. Iran Chem. Soc., 2009, Vol. 6, pp. 138-144.
76.
Esadze A., Li D.W., Wang T., Bruschweiler R., Iwahara J., J. Am. Chem. Soc., 2011, Vol. 133, pp. 909-919 .
Опубликован
2019-11-15
Как цитировать
Koloskov, O. A., Levina, E. O., Bich, D. M., & Vener, M. V. (2019). Расчёт ИК-спектров аминокислот с неполярными радикалами методом классической МД. Отнесение полосы в области 2300 см-1. Сорбционные и хроматографические процессы, 16(4). извлечено от https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1383
Раздел
Статьи
