盐水溶液中离子与丙氨酸极性基团间的作用对丙氨酸缔合的影响：密度泛函理论与分子动力学模拟

采用密度泛函理论和经典分子动力学模拟研究了盐水溶液中Na^＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Cl^-与丙氨酸分子间的相互作用对丙氨酸分子缔合的影响.密度泛函理论的计算结果显示丙氨酸分子与Na^＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Cl^-之间的相互作用可增强其电荷分离.经典分子动力学模拟结果显示在水溶液中两性离子形式的丙氨酸存在三种缔合结构.盐水溶液中,阳离子、阴离子与丙氨酸间的相互作用均能一定程度上减弱丙氨酸分子的缔合.但是阳离子与丙氨酸间的相互作用明显受离子水合作用的影响.由于Cu2＋水合作用较强,虽在气相中Cu2＋与丙氨酸分子之间相互作用明显比Na＋强,但是在水溶液中则情况刚好相反.在ZnCl2稀溶液中,Zn^2＋与丙氨酸间的相互作用被其第一水合壳层隔开.但这种相互作用仍能明显影响丙氨酸分子的缔合,这与Zn^2＋的水合壳层特征有关.另外,离子与丙氨酸之间的相互作用,不仅会削弱丙氨酸的缔合,也可导致丙氨酸分子间的缔合结构发生转变.离子浓度也会影响其与丙氨酸分子间的缔合形式以及丙氨酸的缔合结构.