脱羧酶的过渡态优化，总是向产物或者反应物的状态优化

wangdan · 发表于 Post on 2025-9-25 09:55:07

我研究的是谷氨酸脱羧酶，取出了活性中心做簇模型，一共207个原子，截断处原子和补的H做了原子坐标冻结，由于我研究的是脱羧这一步，我直接根据文献将脱羧的C173_C164键长拉长至2.71，羧基角度改为162.55，但是优化老是不成功要么不收敛，后面我逐渐调整过渡态的断键键长，改过成2.25，2.30，2.45，2.50，结果都失败了，优化着会往产物状态或者反应物状态优化。我使用的是：#p opt=(calcfc,ts,noeigen) b3lyp/6-31g(d,p) em=gd3bj，我也做过小模型的柔性扫描，是能够正常脱羧的，包括我用小模型也能够正常优化过渡态，但是这个大的簇模型不知道为什么老优化不出来，希望各位老师能够帮忙看看，附件是我的输如输出结构

KazusaT · 发表于 Post on 2025-9-25 15:23:52

既然小模型可以得到结果是否可以将簇模型的部分残基与小模型align一下试试？

wangdan · 发表于 Post on 2025-9-26 10:50:06

KazusaT 发表于 2025-9-25 15:23
既然小模型可以得到结果是否可以将簇模型的部分残基与小模型align一下试试？

可是我的小模型就只有底物和辅酶，没有包蛋白环境

wzkchem5 · 发表于 Post on 2025-9-26 12:23:01

确定这个反应不是无垒反应吗

wangdan · 发表于 Post on 2025-9-26 13:43:23

wzkchem5 发表于 2025-9-26 12:23
确定这个反应不是无垒反应吗

确定的，这个步骤是底物谷氨酸的α-COOH脱羧，变成CO2，涉及C-C的断裂，是反应的限速步骤

Yunnzq · 发表于 Post on 2026-1-15 10:21:14

同学我问一下你的问题解决了吗，我也是遇到了跟你差不多的问题
我做的是含锌基质金属蛋白酶MMP-14的水解反应过渡态，第一步就是配位水质子转移到谷氨酸羧酸基团上，但是做opt=ts的时候每次都是往反应物或者产物方向去优化，要是有解决方案的话可以告诉我一下，万分感谢
我用的方法是#p opt=(calcfc,ts,noeigentest) b3lyp/6-31++g(d,p) scrf=(solvent=diethylether) em=gd3bj

wangdan · 发表于 Post on 4 day ago

Yunnzq 发表于 2026-1-15 10:21
同学我问一下你的问题解决了吗，我也是遇到了跟你差不多的问题
我做的是含锌基质金属蛋白酶MMP-14的水解反 ...

我后面是发现了我的底物谷氨酸在脱羧前还需要经历一个质子转移的过渡态，转移成功后就能够正常优化脱羧的过渡态了，也不会出现往反应物或者产物的方向优化的情况了，另外我的体系不涉及金属，过渡态优化使用的参数是：
#p opt=(ts,calcfc,noeigen) freq B3LYP/6-31G(d,p) em=gd3bj

Yunnzq · 发表于 Post on 3 day ago

wangdan 发表于 2026-1-19 10:59
我后面是发现了我的底物谷氨酸在脱羧前还需要经历一个质子转移的过渡态，转移成功后就能够正常优化脱羧的 ...

好的我明白了，我再看看我的需不需要改进一下，感谢~

Huschein · 发表于 Post on 前天 00:55

建议尝试一下用机器学习力场来做过渡态初猜的搜索或者甚至你可以直接柔性扫描过去 200个原子如果用MLFF跑20个image的NEB的话，估计5秒不到可以跑一个iter 然后再CINEB微调一下，这个是我最建议的，拿到不错的结构后再去DFT可能会收敛更快

http://bbs.keinsci.com/thread-57731-1-1.html
https://chemrxiv.org/engage/chem ... 9bbafb3b11118e9807e

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