乙酰乳酸脱羧酶催化机制的QM/MM研究

发布时间：2021-08-07 04:59

　　乙酰乳酸脱羧酶（EC 4.1.1.5,ALDC）能够对天然底物（S）-乙酰乳酸（（S）-acetolactate）)进行脱羧,随后进行质子化反应产生（R）-乙偶姻（（R）-acetoin）。而对于非天然底物（R）-乙酰乳酸（（R）-acetolactate）),乙酰乳酸脱羧酶并不能直接对其进行脱羧产生（R）-乙偶姻。研究表明:（R）-乙酰乳酸的脱羧反应需要预先进行重排反应产生（S）-乙酰乳酸才能发生脱羧反应。这在生物体内是一个很有趣的现象。一直以来,由于缺乏详细的三维结构信息,两个对映异构体在活性中心的具体结合模式以及周围氨基酸残基和锌离子如何影响重排和脱羧反应的细节尚不清楚。本文以2013年解出的乙酰乳酸脱羧酶晶体结构（PDB code:4BT2,4BT3,4BT4,4BT5,4BT6和4BT7）为基础,采用量子力学/分子力学（QM/MM）联用的方法系统深入地研究了该酶的催化机制以及在反应过程中的能量变化。研究结果表明:在非天然底物分子（R）-乙酰乳酸的羧基重排到邻近的碳的过程中,氨基酸残基Glu253与（R）-乙酰乳酸的羧基形成的氢键对重排有很重要的影响。乙酰乳酸脱羧酶对底物（S）... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    §1.1 氨基酸、蛋白质和酶的概述
        §1.1.1 氨基酸和蛋白质简介
        §1.1.2 酶的简介
        §1.1.3 酶与底物的结合
        §1.1.4 酶催化机理
    §1.2 脱羧酶的介绍
        §1.2.1 常见脱羧酶的催化机制
        §1.2.2 乙酰乳酸脱羧酶的介绍
    §1.3 研究目的和内容
第2章 理论基础与计算方法
    §2.1 分子力学
        §2.1.1 分子力场的概述
        §2.1.2 常用力场
    §2.2 能量最小化
    §2.3 分子动力学简介
    §2.4 量子化学简介
    §2.5 量子力学/分子力学联用方法
第3章 乙酰乳酸脱羧酶的理论研究
    §3.1 引言
    §3.2 计算方法和计算细节
        §3.2.1 初始模型建立
        §3.2.2 分子动力学平衡
        §3.2.3 QM/MM计算
    §3.3 结果与讨论
        §3.3.1 分子对接和分子动力学模拟
        §3.3.2 QM/MM计算
    §3.4 本章小结
参考文献
个人简介及攻读学位期间发表论文
致谢



本文编号：3327127