生理环境下双α-Ala螯合Ca(Ⅱ)手性转变的密度泛函理论

来源：吉林大学学报·理学版杂志2025年第4期北京时间：

作者：姜春旭, 张雪娇, 赵宇, 陈静思, 吴铁丽, 王佐成, 杨应

单位：1. 白城师范学院 理论计算中心， 吉林 白城 137000； 2. 白城医学高等专科学校 临床医学院， 吉林 白城 137000；3. 齐齐哈尔市龙沙区医联门诊部, 黑龙江 齐齐哈尔 161000;4. 海南科技职业大学 医药学院， 海口 571126

摘要：采用密度泛函理论（DFT）的M06-2X和MN15方法， 研究双α-丙氨酸螯合Ca(Ⅱ)配合物(α-Ala)2→Ca(Ⅱ)的手性转变机理. 结果表明， (S-α-Ala)2→Ca(Ⅱ)的手性转变经历2个过程： 首先， (S-α-Ala)2→Ca(Ⅱ)中的一个α-Ala从S型异构成R型， 得到R-异α-Ala钙(R-allo-α-Ala→Ca(Ⅱ))； 其次， R-allo-α-Ala→Ca(Ⅱ)中的S-α-Ala再异构成R-α-Ala， 得到(R-α-Ala)2→Ca(Ⅱ). 在隐性溶剂效应下， (S-α-Ala)2→Ca(Ⅱ)异构成R-allo-α-Ala→Ca(Ⅱ)的速控步能垒为221.5 kJ/mol， 由H自手性C向N转移的过渡态产生, 显性溶剂效应下该能垒降至93.1 kJ/mol； R-allo-α-Ala→Ca(Ⅱ)异构成(R-α-Ala)2→Ca(Ⅱ)的速控步能垒为233.8 kJ/mol， 由H自手性C向N转移的过渡态产生， 显性溶剂效应下该能垒降至116.7 kJ/mol. 因此， 生理环境下(S-α-Ala)2→Ca(Ⅱ)的手性转变速率很慢， 双α-Ala螯合钙可安全用于生命体补充钙元素和α-Ala.

关键词：二价钙,α-丙氨酸,手性转变,密度泛函,自洽反应场,过渡态,自由能垒