水分子配位对叶绿素a氧化还原势与红外光谱的影响

以光系统I反应中心电子传递链上的辅助叶绿素a为目标,采用密度泛函理论中的B3LYP方法,结合三种基组,系统计算了该叶绿素及其两种配位分子模型在气相、模拟蛋白质环境和水中的氧化还原势和离解能;同时计算了这三种模型在气相中的几何结构、红外光谱及其13C、15N和2H的同位素标记谱.计算及分析结果表明:水分子配位引起镁离子偏离叶绿素a的卟啉环平面中央,导致以镁原子为中心的键角减小,Mg—N键长增长;而天冬酰胺对配位的水分子施加氢键影响后,使得Mg—N键进一步增长,镁离子与水分子中氧原子的配位键Mg—O键长减小,离解能增加,合成分子的氧化还原势减少;另外,分子的氧化还原势和配位键离解能随着相对介电常数的增加以及计算基组的增大而减小;三种分子模型的羰基(C襒O)和卟啉环上C襒C键的特征振动频率差值小于7cm-1,而同位素标记引起其峰位变化量的差值小于3cm-1.该计算为研究光合反应中心电子传递链上叶绿素a的作用与功能提供理论参考依据.

国家自然科学基金(10764006)~~;

密度泛函理论; 叶绿素a; 氧化还原势; 离解能; 红外光谱; 基组;

O621.1

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