Amber蛋白质力场中组氨酸相关参数的识别与选择

作者：shims

在Amber软件的力场中，关于组氨酸的相关残基名称有HID,HIE,HIP和HIS四种，这四种组氨酸在使用的时候到底该如何选择是经常会遇到的一个问题，不过在决定如何选择之前需要弄清楚这几种不同名称的组氨酸之间的关系或其各自的质子化状态。

几种不同质子化状态的组氨酸结构如下所示：

由结构图可知HIS和HIE的质子化状态是相同的，NE2上面有质子，而ND1上面没有质子。在使用过程中如果读入pdb文件中有HIS这样的残基名的时候会自动转换成HIE方便识别。

HIP的结构中无论是NE2还是ND1氮原子上都存在一个质子，表面HIP是一个双质子化的组氨酸。

HID与HIE都是但质子化状态的组氨酸，不同之处在于HIE质子化的是NE2氮原子，而HID质子化的是ND1氮原子。

通过以上结构的分析可以看到无论那种质子化的组氨酸其基本骨架都是相同的，不同之处仅仅是五元环上面氮原子的质子化状态不同，HIP是双质子化，HID是ND1质子化，HIE是NE2质子化，HIS同HIE。

在含有金属原子的蛋白质或酶分子中需要注意和金属原子配位的氨基酸的质子化状态，特别是组氨酸一定要选择合适的质子化状态才能得到合理的结果。如果非活性中心或者不与金属原子配位的组氨酸使用默认的质子化状态即可。