二面角

✍ dations ◷ 2025-07-19 07:38:13 #立体化学,蛋白质结构,立体几何,角

二面角(英语:dihedral angle)是两个相交平面之间的夹角。在立体几何中,它被定义为一条直线和两个半平面的并集,这条直线是两个半平面的公共边。在高维中,二面角表示两个超平面之间的夹角。

在化学中,二面角是分子中的两个分别由三个原子组成的平面之间的夹角,一共涉及四个原子,公共边是一个化学键(两个原子),平面则由另两个原子分别与该化学键构成。

一条直线和两个半平面的并集组成的图形叫做二面角,这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面。

由直线 l {\displaystyle l} (s,顺);在±90°和180°之间的为(a,反)。类似地,角度在30°和150°之间或-30°和-150°之间的被称为(c,错),而在0°和±30°或±150°和180°之间的被称为(p,叠)。

这两种术语可以组合起来,以定义四个角度范围:0°至±30°为顺叠(sp);30°至90°和-30°至-90°为顺错(sc);90°至150°和-90°至-150°为反错(ac);±150°至180°为反叠(ap)。顺叠构象也被称为顺式(-或-)构象;反叠构象也被称为反式(-或-)构象;顺错构象也被称为邻位交叉、间扭(或)构象。

例如,对于正丁烷,可以用两个中心碳原子和任一个甲基碳原子来分别指定两个平面。本节开头(上图)所示的-构象具有60°的二面角,比180°二面角的-构象更不稳定。

对于大分子使用,建议使用符号T,C,G+,G-,A+和A-分别表示ap,sp,+sc,-sc,+ac和-ac。

拉氏图(也称为Ramachandran图或图),由G·N·Ramachandran、C·Ramakrishnan和V·Sasisekharan在1963年最初开发,是一种形象化蛋白质结构中能量(位阻)允许的氨基酸残基的二面角与的关系的方式。右图展示了骨架二面角和的定义(Ramachandran称为和)。

在蛋白质链中,三个二面角被定义为(phi),(psi)和(omega),如图所示。肽键的平面性通常使得被限制为180°(典型情况)或0°(罕见情况)。和异构体的α-碳之间的距离分别为大约3.8和2.9 Å。异构体主要在Xaa-Pro肽键(其中Xaa是任何氨基酸)中观察到。

侧链二面角倾向于聚集在180°,60°和-60°附近,称为,和构象。某些侧链二面角的稳定性受到和值的影响。例如,当接近-60°时,旋转异构体的侧链中的γ-碳和下一个残基的氮之间就会有直接的位阻相互作用。

在聚合物特别是蛋白质中,常常用内部坐标来描述主链,也即把二面角和键长按照顺序列表。但是,某些类型的计算化学反而使用笛卡尔坐标。在计算结构优化中,一些程序需要在迭代过程中在这些表示法之间来回转换,这项工作可能占用大部分计算时间。对于有很多迭代或长链的过程,它也可能引入累积的数值不准确性。虽然所有的转换算法会产生数学上相同的结果,但它们的运算速度和数字精度不同。

每个多面体在每条边上都有一个二面角,用于描述以该边为公共边的两个面的关系。该二面角也被称为面角,其计算的是多面体的内角。面角0°意味着两个面法向量是反向平行的,而且两个面相互重叠,这意味着它是退化多面体的一部分。面角为180°意味着这些面是平行的,如在镶嵌中。在多面体的凹部,可以存在大于180°的面角,在基础数学二面角的取值范围上有争议目前认为取值为。

边传递多面体中的每个二面角大小相同。这包括5个正多面体,4个星型正多面体,两个拟正多面体和两个拟正对偶多面体。

给定一个在共同顶点P上相交且具有边AP、BP和CP的多面体的三个面,包含APC和BPC的面之间的二面角的余弦为:

相关

  • 鼻疽伯克霍尔德氏菌鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia mallei),又称鼻疽伯克氏菌、鼻疽假单孢菌,一种革兰氏阴性菌,属于伯克氏菌属。它会引起马鼻疽。医学导航:病菌细菌(分类)gr+f/gr+a(t)/gr-p(c/gr-o药物(J1p
  • 成链成链(catenation)是指同一种化学元素的原子经由连续的共价键互相连接形成长链状的分子。成链之形式在碳原子中最易出现,形成碳原子和碳原子之间相连的共价键。成链是自然界存在
  • 摇篮曲摇篮曲是一种抚人心灵的乐曲,一般是希望以熟悉的声音和甜美的旋律用作哄小孩入睡或停止哭闹。基本而言摇篮曲以三拍子进行,以6/8 或3/4拍子。音色上以简单逹至和谐。而摇篮曲
  • 戈特利布·戴姆勒戈特利布·威廉·戴姆勒(德语:Gottlieb Wilhelm Daimler,1834年3月17日-1900年3月6日),德国发明家、企业家,汽车发明者之一。1885年设计出内燃机,并造出了第一辆四轮汽车。卡尔·奔
  • 爱的代价参数所指定的目标页面不存在,建议更正成存在页面或直接建立下列一个页面(建立前请先搜寻是否有合适的存在页面可以取代):《爱的代价》是一首中文流行歌曲,李宗盛作词作曲,是台湾电
  • 圣瓦茨拉夫主教座堂圣瓦茨拉夫主教座堂(捷克语:Katedrála svatého Václava)是一座位于捷克共和国奥洛穆茨同名广场上的新哥特式主教座堂。教堂和广场都得名于波西米亚大公瓦茨拉夫一世。主教座
  • 波萨达斯坐标:27°25′S 55°48′W / 27.417°S 55.800°W / -27.417; -55.800 波萨达斯(西班牙语:Posadas)位于阿根廷东北部巴拉那河畔,是米西奥内斯省的首府,人口255,052(2001年)。
  • 台风蔷薇超强台风蔷薇台风蔷薇(英语:Typhoon Jangmi,国际编号:0815,联合台风警报中心:19W;菲律宾大气地球物理和天文管理局:Ofel),是2008年太平洋台风季最强热带气旋。“蔷薇”是由韩国所提供
  • 重播重播(英语:Re-run)是电视节目于首播后再次播出。重播未必可以增加收入,不过可以分摊固定成本,降低平均成本。重播可以让尚未看过节目和剧集的观众有机会收看,但收视率未必高。除非
  • 瓯江瓯江,原名永宁江,曾称“永嘉江”或“温江”。(来源于嘉靖《永嘉县志》)是浙江省第二大河流,处浙江省东南部,古名为“慎江”,瓯江干流全长388千米,上下游落差1300米,流域面积18028平方