过氧化氢酶在电场下的分子动力学研究
发布时间：2020-12-08 21:06
过氧化氢酶（CAT）是自然界中一类具有极其重要意义的末端氧化还原酶。典型过氧化氢酶通常由四个相同的亚基构成,每个亚基氨基酸残基序列长度大约在460个左右。CAT能够专一且高效催化过氧化氢分解为氧气和水。基于此原理,CAT广泛应用于电化学过氧化氢生物传感器领域来检测过氧化氢含量。但是CAT在检测过程中处于电场状态下的相关性质尚未完全了解,因此该研究借助于分子动力学模拟来探讨CAT在一定电场下的相关性质。在此基础上,为了更好的保持生物传感器CAT酶电极的稳定性和延长其使用寿命,同时保证基本不影响CAT酶蛋白结构其氨基酸的折叠组装及功能的前提下,通过进一步改造CAT每个亚基外侧表面的7个氨基酸残基即构建突变CAT体系,降低其带电荷量,进行分子动力学模拟,从微观尺度深入研究突变CAT体系相关性质变化。此外,本文对石墨烯也进行了初步建模和分子动力学模拟,为后续深入了解生物传感器中基于过氧化氢酶-石墨烯电极之间的吸附作用机理和提升其吸附性能提供了理论参考。本课题从PDB蛋白质数据库获取来自粪肠球菌生物体且在枯草芽孢杆菌中表达的过氧化氢酶的晶体结构,进行预处理后,分别构建初始CAT体系和改造后的突变...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型过氧化氢酶（PDBID：1SI8）三维结构图
氢酶制品的机理，进而开拓自己的市场，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆墨中分离出石墨烯后，引发了世界对其研hene）是由一层 C 原子以 sp2杂化轨道类型米材料，具有非常大的比面积和自由能。碳键长仅为 1.42 ，其结构非常稳定。例如撞时，通过自身内部 C 原子间具有的高度电子和晶格结构的稳定性。室温下，其电过 15000 cm2V-1·s-1，而且其电阻率比铜能力非常强。在纳米功能性复合材料、传米电子器件、储能装置等方面被广泛开发
2 分子动力学模拟些问题。采用 PBC 时，相当于在待模拟体系中强加入了实际情况周期性，从而使模拟体系处于长程有序的状态下运动，为使模拟实际体系的运动，须在中心单元晶胞的各个方向上，使其最小边时，对于添加 PBC 后的体系模拟结果影响非常小。其次，当添加 波的涨落有一定的抑制作用，例如：气液平衡模拟过程中没有波元晶胞边长的密度涨落的现象发生。除上述两点外，添加 PBC 后拟体系存在虚假时间周期性问题，从而在时间相关函数的计算中收尾现象，影响模拟体系性质的计算结果分析[74]。子动力学模拟的基本步骤课题体系分子动力学模拟的基本流程如下图 2.1 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deformation and failure processes of kaolinite under tension:Insights from molecular dynamics simulations[J]. Hua Yang,ManChao He,ChunSheng Lu,WeiLi Gong. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2019(06)
[2]分子动力学模拟基本原理及其应用[J]. 李煌,鲁红权,陈钦煌,张宏伟,周叶琪,童小宝. 科技视界. 2018(05)
[3]分子动力学模拟技术在生物分子研究中的进展（英文）[J]. 曹了然,张春煜,张鼎林,楚慧郢,张跃斌,李国辉. 物理化学学报. 2017(07)
[4]石墨烯导热率分子动力学模拟研究进展[J]. 戴思畅,宋凌志. 广州化工. 2017(09)
[5]GROMACS软件并行计算性能分析[J]. 张宝花,徐顺. 计算机系统应用. 2016(12)
[6]动物过氧化氢酶(CAT)的研究进展[J]. 杨佳栋,魏凤菊,潘新新,吕转萍,唐思静,张英杰. 黑龙江畜牧兽医. 2016(13)
[7]过氧化氢酶的研究进展[J]. 于德玲,王昌留. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2016(02)
[8]锰过氧化氢模拟酶合成及应用研究进展[J]. 张锋. 应用化工. 2015(09)
[9]过氧化氢生物传感器的应用研究进展[J]. 王昱琳,史光明. 明胶科学与技术. 2015(02)
[10]枯草芽孢杆菌产过氧化氢酶的优化与工业化[J]. 曹汶龙,郭娅琼,康振,堵国成. 食品与生物技术学报. 2015(05)
博士论文
[1]SiO2表面上醇类分子的浸润行为的分子动力学模拟研究[D]. 聂雪川.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]石墨烯、硅烯和锗烯薄膜力学性质的分子动力学模拟研究[D]. 赵晓西.中国科学技术大学 2018
[3]涉及结合的生物分子构象转变的理论研究[D]. 刘飞.吉林大学 2017
[4]若干金属和合金EAM经验势的发展与应用[D]. 付洁.大连理工大学 2017
[5]微纳电化学葡萄糖生物传感器的分子动力学模拟研究[D]. 杨光.浙江大学 2017
[6]Bacillus altitudinis SYBC hb4的分离鉴定及其过氧化氢酶性质与应用研究[D]. 张言周.江南大学 2016
硕士论文
[1]葡萄糖氧化酶在电场下的分子动力学研究[D]. 王志勇.郑州大学 2018
[2]基于石墨烯及其复合物构建电化学生物传感器用于肿瘤标志物的检测[D]. 孔冬青.青岛大学 2017
[3]嘌呤核糖开关识别配体小分子的计算研究[D]. 马爱静.山东师范大学 2017
[4]神威·太湖之光上分子动力学软件的实现与优化[D]. 姚文军.中国科学技术大学 2017
[5]葡萄糖氧化酶和β-D-葡萄糖作用机制的分子动力学研究[D]. 郭周航.郑州大学 2017
[6]天河2号上CPU/MIC协同的分子动力学模拟软件GROMACS并行加速技术研究[D]. 王海强.国防科学技术大学 2015
[7]石墨烯热学特性的分子动力学模拟[D]. 唐恺.华中科技大学 2015
[8]石墨烯热特性的分子动力学模拟[D]. 郑凯.大连理工大学 2014
[9]枯草芽孢杆菌过氧化氢酶分子改造及发酵优化[D]. 曹汶龙.江南大学 2014
[10]茶树中过氧化氢酶的初步研究[D]. 杨节.浙江大学 2014
本文编号：2905685
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型过氧化氢酶（PDBID：1SI8）三维结构图
氢酶制品的机理，进而开拓自己的市场，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆墨中分离出石墨烯后，引发了世界对其研hene）是由一层 C 原子以 sp2杂化轨道类型米材料，具有非常大的比面积和自由能。碳键长仅为 1.42 ，其结构非常稳定。例如撞时，通过自身内部 C 原子间具有的高度电子和晶格结构的稳定性。室温下，其电过 15000 cm2V-1·s-1，而且其电阻率比铜能力非常强。在纳米功能性复合材料、传米电子器件、储能装置等方面被广泛开发
2 分子动力学模拟些问题。采用 PBC 时，相当于在待模拟体系中强加入了实际情况周期性，从而使模拟体系处于长程有序的状态下运动，为使模拟实际体系的运动，须在中心单元晶胞的各个方向上，使其最小边时，对于添加 PBC 后的体系模拟结果影响非常小。其次，当添加 波的涨落有一定的抑制作用，例如：气液平衡模拟过程中没有波元晶胞边长的密度涨落的现象发生。除上述两点外，添加 PBC 后拟体系存在虚假时间周期性问题，从而在时间相关函数的计算中收尾现象，影响模拟体系性质的计算结果分析[74]。子动力学模拟的基本步骤课题体系分子动力学模拟的基本流程如下图 2.1 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deformation and failure processes of kaolinite under tension:Insights from molecular dynamics simulations[J]. Hua Yang,ManChao He,ChunSheng Lu,WeiLi Gong. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2019(06)
[2]分子动力学模拟基本原理及其应用[J]. 李煌,鲁红权,陈钦煌,张宏伟,周叶琪,童小宝. 科技视界. 2018(05)
[3]分子动力学模拟技术在生物分子研究中的进展（英文）[J]. 曹了然,张春煜,张鼎林,楚慧郢,张跃斌,李国辉. 物理化学学报. 2017(07)
[4]石墨烯导热率分子动力学模拟研究进展[J]. 戴思畅,宋凌志. 广州化工. 2017(09)
[5]GROMACS软件并行计算性能分析[J]. 张宝花,徐顺. 计算机系统应用. 2016(12)
[6]动物过氧化氢酶(CAT)的研究进展[J]. 杨佳栋,魏凤菊,潘新新,吕转萍,唐思静,张英杰. 黑龙江畜牧兽医. 2016(13)
[7]过氧化氢酶的研究进展[J]. 于德玲,王昌留. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2016(02)
[8]锰过氧化氢模拟酶合成及应用研究进展[J]. 张锋. 应用化工. 2015(09)
[9]过氧化氢生物传感器的应用研究进展[J]. 王昱琳,史光明. 明胶科学与技术. 2015(02)
[10]枯草芽孢杆菌产过氧化氢酶的优化与工业化[J]. 曹汶龙,郭娅琼,康振,堵国成. 食品与生物技术学报. 2015(05)
博士论文
[1]SiO2表面上醇类分子的浸润行为的分子动力学模拟研究[D]. 聂雪川.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]石墨烯、硅烯和锗烯薄膜力学性质的分子动力学模拟研究[D]. 赵晓西.中国科学技术大学 2018
[3]涉及结合的生物分子构象转变的理论研究[D]. 刘飞.吉林大学 2017
[4]若干金属和合金EAM经验势的发展与应用[D]. 付洁.大连理工大学 2017
[5]微纳电化学葡萄糖生物传感器的分子动力学模拟研究[D]. 杨光.浙江大学 2017
[6]Bacillus altitudinis SYBC hb4的分离鉴定及其过氧化氢酶性质与应用研究[D]. 张言周.江南大学 2016
硕士论文
[1]葡萄糖氧化酶在电场下的分子动力学研究[D]. 王志勇.郑州大学 2018
[2]基于石墨烯及其复合物构建电化学生物传感器用于肿瘤标志物的检测[D]. 孔冬青.青岛大学 2017
[3]嘌呤核糖开关识别配体小分子的计算研究[D]. 马爱静.山东师范大学 2017
[4]神威·太湖之光上分子动力学软件的实现与优化[D]. 姚文军.中国科学技术大学 2017
[5]葡萄糖氧化酶和β-D-葡萄糖作用机制的分子动力学研究[D]. 郭周航.郑州大学 2017
[6]天河2号上CPU/MIC协同的分子动力学模拟软件GROMACS并行加速技术研究[D]. 王海强.国防科学技术大学 2015
[7]石墨烯热学特性的分子动力学模拟[D]. 唐恺.华中科技大学 2015
[8]石墨烯热特性的分子动力学模拟[D]. 郑凯.大连理工大学 2014
[9]枯草芽孢杆菌过氧化氢酶分子改造及发酵优化[D]. 曹汶龙.江南大学 2014
[10]茶树中过氧化氢酶的初步研究[D]. 杨节.浙江大学 2014
本文编号：2905685
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/2905685.html
教材专著
