第34卷，第4期 2014年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 4 -pp879-883
April:2014
甘氨酸直链寡肽振动光谱频移现象的理论研究叶志鹏，李鑫，羊梦诗，陈亮2*，徐灿3，储修祥
1.浙江农林大学工程学院，浙江临安311300 2.浙江农林大学理学院，浙江临安311300
3.兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室，甘肃兰州730000
摘要运用密度泛函理论，在6-31G(d)基组水平上对甘氨酸直链寡肽进行儿何优化，并对其几何结构、平均结合能、振动频率进行计算。结果表明，平均结合能随着肽链增加单调变化，并趋于稳定；赛肽链键长的分析发现，链向与径向方向上变化趋势相反，存在各向异性。红外光谱的分析发现，位于肽键上同一基团的伸缩振动与弯曲振动分别发生红移和蓝移，并存在各向异性。这些现象源于：准一维的纳米结构导致了键长的各向异性；相同基团之间的诱导效应、耦合效应及氢键等因素导致了振动频率的红移和蓝移等现象。我们得出结论：甘氨酸直链赛肽链的生长利于结构的稳定性，在能量上，推测出赛肽链有自组装生长的趋势：在寡肽链的生长过程中，通过构象和光谱的现象，推断其物理化学属性存在尺寸效应。肽链端部基团的物理化学属性非常稳定，基本不受寡肽链长度的影响。该结果对应用红外光谱测量寡肽链的残基数及长度、特殊功能寡肽链的制备等工作具有指导意义。
关键词甘氨酸直链寡肽；振动光谱；尺寸效应；各向异性；耦合效应
中图分类号：0641
引言
文献标识码：A
DOI ; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2014)04-0879-05
详细分析。试图找出甘氨酸肽链生长中从小分子到大体系的过渡信息，可以为不同侧基大小的寡肽链的性质研究以及为大分子蛋白质的研究提供有用的支持，对实验中植物细胞壁
植物富含甘氨酸蛋白（glycine-richproteins，GRPs）是类在组成结构上由甘氨酸高度重复序列(Gly-Gly)组成的蛋白质。在单子叶植物细胞壁中甘氨酸蛋白相比双子叶植物含量较多，因此GPR被认为是单子叶植物的主要细胞壁结构蛋白。而GPR在细胞壁中需要与其他成分胶连在一起，难以建立相应的模型，对于GPR在细胞壁中纯化的微观机制仍不明确"3]。Yu等35对氨基酸、二肽、三肽做了详细的分析，得出氨酸三肽分子的稳定构型中，直链构型分布占所有构型的58%。同时，在无机纳米领域大量发现碳纳米管等存在尺寸效应和各向异性现象。在寡肽小分子生长成多肽直到蛋白质的过程中，对结构物理化学属性的过渡性变化的研究，罕见文章报道
选择甘氨酸重复排列的（Gly-Gly)寡肽链进行研究，优化计算了构象和平均结合能，并对红外光谱的频移现象做了收稿日期：2013-06-18，修订日期：2013-09-28
中甘氨酸蛋白结构纯化及其模型的建立等研究都有指导意义。
1儿何结构和计算方法
构建了13个不同长度的甘安酸直链募肽G（二1～13）初始结构。首先用半经验PM3方法对初始结构进行优化，得出结构变化的基本趋势，继而用密度泛函RB3LYP方法在6-31G(d)水平下继续优化结构和频率计算。在RB3LYP方法中，交换能以Becke形式表示，相关能以LYP*形式表示。频率计算表明，振动频率均未出现虚频，优化所得构象均为稳定。图1给出优化后残基数分别为2，6，8和13的其氨酸直链寡肽结构图。本计算和结果分析使用Gaussiano9软件包。
基金项目：国家杰出青年科学基金项目（50925103)，渐江农林大学创新训练计划项目(201204001)资助作者简介：叶志，1992年生，浙江农林大学工程学院本科生
e-mail : yezhipeng0513@ fox mail .com
*通讯联系人e-mail：liang_cheno5@126.com