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J-GLOBAL ID：201002283275960050   整理番号：10A0760914

セルロース-結合モジュール-セルロースモデルシステムにおけるC-H...πおよび水素結合相互作用のMP2,密度汎関数理論,および分子機構計算

MP2, density functional theory, and molecular mechanical calculations of C-H π and hydrogen bond interactions in a cellulose-binding module-cellulose model system

著者 (10件)： MOHAMED Mohamed Naseer Ali (Dep. of Geosciences and the Earth & Environmental Systems Inst., The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  MOHAMED Mohamed Naseer Ali (Center for NanoCellulosics, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  WATTS Heath D. (Dep. of Geosciences and the Earth & Environmental Systems Inst., The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  WATTS Heath D. (Center for NanoCellulosics, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  GUO Jing (Dep. of Plant Biology, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  GUO Jing (Center for NanoCellulosics, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  CATCHMARK Jeffrey M. (Dep. of Agricultural and Biological Engineering, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  CATCHMARK Jeffrey M. (Center for NanoCellulosics, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  KUBICKI James D. (Dep. of Geosciences and the Earth & Environmental Systems Inst., The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA) ,  KUBICKI James D. (Center for NanoCellulosics, The Pennsylvania State Univ., Univ. Park, PA 16802, USA)
資料名： Carbohydrate Research  (Carbohydrate Research)
巻： 345  号： 12  ページ： 1741-1751  発行年： 2010年08月16日 
JST資料番号： B0929A  ISSN： 0008-6215  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究はセルロース-炭水化物結合モジュール(CBM)錯体に対するメチルβ-D-グルコピラノシドとL-チロシン-代理モデルシステムの間のC-H...π(糖-芳香族化合物スタッキング)および水素結合のような分子間相互作用に焦点を当てた。計算上効率的な量子力学(QM)および分子機構(MM)を利用した。計算された相互ポテンシャルエネルギは-24から-38kJ/モルの範囲であった。大きい相互作用エネルギーはチロシンのフェニルヒドロキシル基と蔗糖のO4の間のH-結合によるものであった。密度汎関数理論(DFT)法ではH-結合が強調される。使用したMM法(viz.MM+)はC-H...πスタッキング構造を保持するが,H-結合の損失による相互エネルギを過小評価する。O-H結合のベクトルがO4の近くにある場合,ねじれエネルギは最低となる。この構造に対し,自然結合軌道(NBO)解析でもまた蔗糖O4の一つのローンペアとチロシンのフェニル基のσ^*(O-H)軌道の間の軌道相互作用により起こるH-結合の存在を裏付けた。H-結合システムの軌道非局在化による安定化エネルギーは~13kJ/モルである。このH-結合相互作用はCH/π相互作用幾何学を制御するのに重要な役割をもつ。故にC-H...π分散相互作用は二次力で,それは錯体の安定性を支持した。メタ混成DFT法,M05-2X,と6-311++G(d,p)基底関数系はMP2の結果と良く一致し,計算コストは高くない。しかしながら,M05-2X法はこのCH/π相互作用の記述に強く依存している。計算されたIRスペクトルとMP2/6-31G(d)法はC-H...π相互作用によるC1-H,C3-H,およびC5-Hの伸縮振動数に対する青方偏移を示す。しかしながら,M05-2X/6-311++G(d,p)法では,C1-H伸縮域に対して小さな赤方偏移をC2-HおよびC3-H伸縮に対して青方偏移を示した。錯体中の芳香族チロシンC_δ1-C_ε1およびC_δ2-C_ε2結合に対して,計算上のIRスペクトルは12cm^-1(MP2/6-31G(d))および5cm^-1(M05-2X/6-311++G(d,p))の赤方偏移を示す。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *セルロース ,  水素結合 ,  *MP2法 ,  *密度汎関数法 ,  化学結合 ,  ピラノシド ,  *積層構造 ,  伸縮振動【分子】 ,  青方偏移 ,  強磁場 ,  基底関数系 ,  赤方偏移 ,  分子間相互作用 ,  *水素結合錯体 ,  アミノ酸 ,  フェノール類 ,  第一アミン
準シソーラス用語： スタッキング ,  パイ結合 ,  密度汎関数理論

分類 (1件)： グリコシド,配糖体  (CF10057O)

物質索引 (2件)： L-チロシン ,  メチルβ-D-グルコピラノシド

タイトルに関連する用語 (6件)： セルロース ,  モジュール ,  水素結合相互作用 ,  密度汎関数理論 ,  分子 ,  計算