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通过量子化学和极化分子动力学探测锌金属蛋白中的扩展识别位点

化学物理 2026-07-08 v1
作者: Nohad Gresh , Jean-Philip Piquemal
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摘要

锌金属蛋白在众多代谢过程中发挥着重要作用,使其成为基于结构的药物设计的高价值靶标。为了推进这些工作,揭示稳定锌结合腔的分子间相互作用能(DE)的各个组成部分是有用的,无论是在存在还是不存在结合的蛋白质配体的情况下。在这里,我们利用量子化学(QC)将DE分解为不同的物理贡献。这些组分的相对大小根据配位数(四到六)和锌配位配体的化学性质('硬'与'软')而显著变化。这些高水平的QC分析用于校准和验证可极化分子力学势,有效地将电子效应的准确描述从直接锌结合腔扩展到扩大的识别位点,并最终在长时间分子动力学(MD)模拟时间尺度上扩展到整个蛋白质系统。在简要概述我们的QC方法之后,我们展示了包含多达300个原子的复合物的验证研究,并讨论了将该框架应用于锌金属蛋白-配体复合物大规模模拟的前景。最后,强调了离散的、高度可极化的水分子在结构和能量上的作用。

关键词

锌金属蛋白 量子化学 极化分子动力学 相互作用能分解 基于结构的药物设计 识别位点 水分子

引用

@article{arxiv.2607.07110,
  title  = {Probing Extended Recognition Sites in Zn-Metalloproteins via Quantum Chemistry and Polarizable Molecular Dynamics},
  author = {Nohad Gresh and Jean-Philip Piquemal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.07110},
  year   = {2026}
}