镁自旋影响腺苷三磷酸活性
摘要：用Schlegel-Frisch从头算分子动力学(ADMP) (DFT:B3LYP)，T=310K，研究了三磷酸腺苷(ATP)和镁辅因子[Mg(H2O)6]2+，在由78个水分子建模的水池中，分别在单重态(S)和三重态(T)状态下进行。计算证明了ATP解离的方式是由Mg的电子自旋控制的。在S态下，镁更偏好与γ-β-磷酸根氧(O1-O2)配位，而在T态下，它与β-α-磷酸根氧(O2-O3)配位，或产生一个单键中间体。与引发离子反应路径的配位络合物不同，单键中间体开启了ATP解离的自由基路径，产生了高反应活性的腺苷一磷酸离子自由基。这一现象在CIDNP实验中早已观察到(A.A. Tulub, 2006)。自由基路径对Mg原子自旋非常敏感，通过超精细相互作用，有利于产生未成对电子自旋。Mg在ATP解离过程中的独特作用是作为一个独特的氧化还原中心，最初从ATP中接受一个电子，然后将其归还给产物。Mg的氧化还原活性在T和S态下有所不同，并影响配位水分子的数量。这些结果为NTP (N =核苷酸)的能量学和NTP作用分子的组装提供了新的见解，包括蛋白质。
作者：Alexander A Tulub
论文ID：0907.2631
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2009-07-16