Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора
В настоящей работе изучалось влияние молекулы воды и иона цинка на каталитическую активность медно-цинковой супероксиддисмутазы методом компьютерного моделирования на уровне теории функционала плотности с использованием функционала PBE и базисных наборов def2-SVPD и def2-TZVPD. Оценку проводили по д...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Altai State University
2023-03-01
|
| Series: | Известия Алтайского государственного университета |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://izvestiya.asu.ru/article/view/12722 |
| _version_ | 1797565082508460032 |
|---|---|
| author | Андрей Валерьевич Рябых Ольга Андреевна Маслова Сергей Александрович Безносюк |
| author_facet | Андрей Валерьевич Рябых Ольга Андреевна Маслова Сергей Александрович Безносюк |
| author_sort | Андрей Валерьевич Рябых |
| collection | DOAJ |
| description | В настоящей работе изучалось влияние молекулы воды и иона цинка на каталитическую активность медно-цинковой супероксиддисмутазы методом компьютерного моделирования на уровне теории функционала плотности с использованием функционала PBE и базисных наборов def2-SVPD и def2-TZVPD. Оценку проводили по двум направлениям. Первое — сравнение основных характеристик переноса электрона по Маркусу в присутствии и отсутствии молекулы воды в активном центре. Второе — топологический анализ электронной плотности лигандного окружения иона меди по Бейдеру. Установлено, что присутствие молекулы воды и иона цинка рядом с ионом меди оказывает малое влияния на первичную стадию катализа — процесс восстановления иона меди. Однако их наличие существенно влияет на протекание второй стадии каталитического цикла при окислении меди. Молекула воды участвует в качестве переносчика протонов. Она может присутствовать рядом с ионом меди во время первичного переноса электрона. Молекула воды покидает первую координационную сферу меди после первичного переноса электрона, иначе она образует прочную связь с атомом азота, прерывая перенос электрона согласно топологическому анализу. Присутствие молекулы воды вблизи меди существенно ухудшает протекание вторичного переноса электрона, и в целом каталитический цикл блокируется. |
| first_indexed | 2024-03-10T19:05:56Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-3bad6ef4b62845f3ad573052646f26ae |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1561-9443 1561-9451 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-10T19:05:56Z |
| publishDate | 2023-03-01 |
| publisher | Altai State University |
| record_format | Article |
| series | Известия Алтайского государственного университета |
| spelling | doaj.art-3bad6ef4b62845f3ad573052646f26ae2023-11-20T04:06:17ZengAltai State UniversityИзвестия Алтайского государственного университета1561-94431561-94512023-03-011(129)555910.14258/izvasu(2023)1-0812722Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатораАндрей Валерьевич Рябых0Ольга Андреевна Маслова1Сергей Александрович Безносюк2Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)В настоящей работе изучалось влияние молекулы воды и иона цинка на каталитическую активность медно-цинковой супероксиддисмутазы методом компьютерного моделирования на уровне теории функционала плотности с использованием функционала PBE и базисных наборов def2-SVPD и def2-TZVPD. Оценку проводили по двум направлениям. Первое — сравнение основных характеристик переноса электрона по Маркусу в присутствии и отсутствии молекулы воды в активном центре. Второе — топологический анализ электронной плотности лигандного окружения иона меди по Бейдеру. Установлено, что присутствие молекулы воды и иона цинка рядом с ионом меди оказывает малое влияния на первичную стадию катализа — процесс восстановления иона меди. Однако их наличие существенно влияет на протекание второй стадии каталитического цикла при окислении меди. Молекула воды участвует в качестве переносчика протонов. Она может присутствовать рядом с ионом меди во время первичного переноса электрона. Молекула воды покидает первую координационную сферу меди после первичного переноса электрона, иначе она образует прочную связь с атомом азота, прерывая перенос электрона согласно топологическому анализу. Присутствие молекулы воды вблизи меди существенно ухудшает протекание вторичного переноса электрона, и в целом каталитический цикл блокируется.http://izvestiya.asu.ru/article/view/12722теория функционала плотноститопологический анализ плотноститеория маркусаперенос электронакомпьютерное моделирование |
| spellingShingle | Андрей Валерьевич Рябых Ольга Андреевна Маслова Сергей Александрович Безносюк Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора Известия Алтайского государственного университета теория функционала плотности топологический анализ плотности теория маркуса перенос электрона компьютерное моделирование |
| title | Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора |
| title_full | Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора |
| title_fullStr | Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора |
| title_full_unstemmed | Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора |
| title_short | Роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно-цинкового SOD катализатора |
| title_sort | роли иона цинка и молекулы воды в активном центре медно цинкового sod катализатора |
| topic | теория функционала плотности топологический анализ плотности теория маркуса перенос электрона компьютерное моделирование |
| url | http://izvestiya.asu.ru/article/view/12722 |
| work_keys_str_mv | AT andrejvalerʹevičrâbyh roliionacinkaimolekulyvodyvaktivnomcentremednocinkovogosodkatalizatora AT olʹgaandreevnamaslova roliionacinkaimolekulyvodyvaktivnomcentremednocinkovogosodkatalizatora AT sergejaleksandrovičbeznosûk roliionacinkaimolekulyvodyvaktivnomcentremednocinkovogosodkatalizatora |