Infrared Spectroscopy of Arginine Cation Complexes: Direct Observation of Gas-Phase Zwitterions
Notice bibliographique
Résumé
The structures of cationized arginine complexes [Arg + M]+, (M = H, Li, Na, K, Rb, Cs, and Ag) and protonated arginine methyl ester [ArgOMe + H]+ have been investigated in the gas phase using calculations and infrared multiple-photon dissociation spectroscopy between 800 and 1900 cm-1 in a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. The structure of arginine in these complexes depends on the identity of the cation, adopting either a zwitterionic form (in salt-bridge complexes) or a non-zwitterionic form (in charge-solvated complexes). A diagnostic band above 1700 cm-1, assigned to the carbonyl stretch, is observed for [ArgOMe + H]+ and [Arg + M]+, (M = H, Li, and Ag), clearly indicating that Arg in these complexes is non-zwitterionic. In contrast, for the larger alkali-metal cations (K+, Rb+, and Cs+) the measured IR-action spectra indicate that arginine is a zwitterion in these complexes. The measured spectrum for [Arg + Na]+ indicates that it exists predominantly as a salt bridge with zwitterionic Arg; however, a small contribution from a second conformer (most likely a charge-solvated conformer) is also observed. While the silver cation lies between Li+ and Na+ in metal-ligand bond distance, it binds as strongly or even more strongly to oxygen-containing and nitrogen-containing ligands than the smaller Li+. The measured IR-action spectrum of [Arg + Ag]+ clearly indicates only the existence of non-zwitterionic Arg, demonstrating the importance of binding energy in conformational selection. The conformational landscapes of the Arg-cation species have been extensively investigated using a combination of conformational searching and electronic structure theory calculations [MP2/6-311++G(2d,2p)//B3LYP/6-31+G(d,p)]. Computed conformations indicate that Ag+ is di-coordinated to Arg, with the Ag+ chelated by both the N-terminal nitrogen and Neta of the side chain but lacks the strong M+-carbonyl oxygen interaction that is present in the tri-coordinate Li+ and Na+ charge-solvation complexes. Experiment and theory show good agreement; for each ion species investigated, the global-minimum conformer provides a very good match to the measured IR-action spectrum.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».