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几类重要蛋白质的结构预测,分子对接及反应机理的理论研究

韩葳葳  
【摘要】: 本文利用分子力学,分子动力学和量子化学方法,对七种蛋白体系进行了三维结构预测,分子对接及量子化学计算的理论研究。主要内容包括: 1.利用同源模建和分子动力学模拟,得到了茉莉酮酸甲酯的三维结构。在与底物茉莉酮酸甲酯的对接研究中,发现Thr107, Leu214是活性位点中比较重要的氨基酸残基。在与抑制剂苯甲基磺酰氟的对接研究中发现His240, His82在复合物的结合中起重要作用。 2.通过同源模建和分子动力学模拟,模建了β-樱草糖柑酶的三维结构,讨论了这种酶与三种底物的相互作用,揭示了实验中酶催化三种底物反应速率不同的原因。 3.通过同源模建和分子动力学模拟,得到香柠檬稀醇甲基转移酶的三维结构。通过酶与不同底物对接的研究,揭示了香柠檬稀醇甲基转移酶底物专一性的原因。 4.通过同源模建、分子动力学、蛋白质-小分子对接研究,给出了极光激酶C与两种抑制剂H-89, H-8的复合物的三维结构模型,确定了H-89是一种更好的抑制剂,发现酶与抑制剂复合物形成中起重要作用的氨基酸。 5.通过同源模建和分子动力学模拟,得到furcatin水解酶的三维结构。进行了furcatin水解酶和小分子(furcatin)的对接研究,发现Ser84,Arg146,和Thr189是亚单位-1中重要的氨基酸, Thr234和Gly372是亚单位-2中重要的氨基酸。 6.通过同源模建和分子动力学模拟,模建了红平红球菌中酰氨酶三维结构。经过对三维结构活性的分析,推测出酶的活性部位的组成。通过分子对接,又验证出这种酶的最好配体。经过量子化学计算,分别得出在活性位点附近的氨基酸残基对这种酶催化反应自由能能垒的影响。对深入了解,操纵微生物降解,有机合成氨具有重要的生态学意义。 7.通过同源模建和分子动力学模拟,模建了幽门螺旋菌中的甲酰酶的三维结构。并在此基础上用量子化学计算方法研究反应机理。发现(1)Cys166对甲酰胺的进攻经历了过渡态而不经带负电的中间产物。(2)带正电的Lys133降低了反应的自由能能垒可能原因是影响了过渡态的电荷分布。(3)带负电的Asp168提高了反应的自由能能垒。


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