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基质金属蛋白酶抑制剂的效能和选择性以及查尔酮合酶的催化反应机理的理论研究

李岱霖  
【摘要】: 本文利用分子力学、分子动力学和量子力学方法,对基质金属蛋白酶(MMPs)的一类新型抑制剂的效能和选择性,以及查尔酮合酶(CHS)的催化反应机理进行了理论研究。主要结果如下: 1.通过分子力学和分子动力学方法,对基质金属蛋白酶家族的两个成员(MMP-1和MMP-3)与一类新型抑制剂(Pyrogallic acid和Myricetin)进行了分子对接研究,分别考察了两个抑制剂与MMPs的结合方式,从而阐明了Pyrogallic acid和Myricetin在效能和选择性上产生差异的原因。此外,量子化学计算结果显示此类抑制剂的锌结合基团以单配位形式与MMPs中有催化活性的Zn2+相结合。 2.通过分子力学和分子动力学方法,对基质金属蛋白酶家族的另外两个成员(MMP-2和MMP-9)与新型抑制剂(Myricetin和Kaempferol)进行了分子对接研究,分别考察了两个抑制剂与MMPs的结合方式,并在此基础上阐明了Myricetin和Kaempferol在效能和选择性上产生差异的原因。量子化学计算结果再次显示此类抑制剂的锌结合基团以单配位形式与MMPs中有催化活性的Zn2+相结合。 3.通过分子力学、分子动力学和量子力学方法,研究了经查尔酮合酶(CHS)催化,由P-coumaroyl-CoA和Malonyl-CoA合成查尔酮(Chalcone)的反应机理。结果显示:在加载步骤(Loading step)的反应路径中不存在过渡态,反应仅经过一个中间体到达产物;在脱羧步骤中(Decarboxylation step),反应要经过一个过渡态到达产物,并且该步反应对环境很敏感;在链延长步骤中(Elongation step),反应仍然要经过一个过渡态到达产物。理论计算的结果很好的支持并完善了实验上提出的反应机理。


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