不同温度适应性丝氨酸蛋白酶热力学激活参数的EVB计算

发布时间：2021-11-28 23:55

　　极端温度适应酶是指在极端高温或低温条件下仍能行使其催化功能的一类酶。与常温酶相比,极端温度酶的催化反应往往具有不同的热力学激活参数,但是,极端温度酶特殊热力学激活参数的结构起源仍不够清楚。本文的研究目的为:（1）在现有方法和理论的基础上建立一套获得极端温度酶催化反应热力学激活参数,即激活自由能、激活焓和激活熵的计算流程,为后续有关极端温度酶适应机理研究奠定方法学基础;（2）探索引起极端温度酶特有热力学激活参数的结构因素并鉴定出对降低激活自由能做出重要贡献的残基;（3）探讨导致嗜冷酶激活自由能降低的作用方式。本文使用的研究对象为来自胰蛋白酶类（trypsin-like）丝氨酸蛋白酶家族的嗜冷酶成员AST（anionic salmon trypsin）和常温酶成员 BT（bovine trypsin）。采用经验价键（empirical valence bond;EVB）方法,通过自由能扰动/伞状采样模拟得到两个酶在300K温度下催化反应的激活自由能（△G（?））;进一步,通过不同温度条件下的EVB模拟计算,得到两个酶的高精度Arrhenius图,并最终通过回归分析得到300 K下的激活焓与... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１．化学反应过程中能量差异示意图

体（Ｄ１０２－Ｈ５７－Ｓ１９５）以棒状模型（青色）显示；钙离子显示为绿色球体。在（Ｃ）中，ＢＴ与ＡＳＴ的骨??架及其所含的钙离子分别显示为红色和青色。??图２－１显示了?ＢＴ和ＡＳＴ晶体结构飘带图及二者的骨架重叠图。从图２－１可??以看出：两个酶在拓扑构架上高度相似（ＣａＲＭＳＤ值为１．４?Ａ），催化三联体具有??完全一致的空间取向，且Ｉ丐离子具有相同的结合位点，仅能在自溶环（ａｕｔｏｌｙｓｉｓ??ｌｏｏｐ）上观察到较大的构象差异。整个酶结构可被分成两个结构域，即Ｎ－端结构??域和Ｃ－端结构域，每个结构域均包含了一个ｐ－折叠桶，两个ａ－螺旋属于Ｃ－端结??构域，催化三联体则位于两个结构域的交界处。??进一步，使用?Ｄａｌｉ?ｓｅｒｖｅｒ?（?ｈｔｔｐ：／／ｅｋｈｉｄｎａ２．ｂｉｏｃｅｎｔｅｒ．ｈｅｌｓｉｎｋｉ．ｆｉ／ｄａｌｉ?）［６２］得到了??基于结构的ＡＳＴ和ＢＴ的序列比对。图２－２显示了二者的序列比对图，该图提供??了两个蛋白酶的结构等同氨基酸位置（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?

??雛??图２－１．常温酶ＢＴ和嗜冷酶ＡＳＴ晶体结构职带图及其骨架重叠图??（Ａ）常温酶ＢＴ。（Ｂ）嗜冷酶ＡＳＴ－?（Ｃ）?ＢＴ和ＡＳＴ的骨架重叠。在（Ａ）、（Ｂ）中，ａ－螺旋、Ｐ－股、丨ｏｏｐ??分别显示为红色、黄色和绿色；规则二级结构标签前的Ｎ和Ｃ表示结构单元分别属于Ｎ－端和Ｃ－端催化三联??体（Ｄ１０２－Ｈ５７－Ｓ１９５）以棒状模型（青色）显示；钙离子显示为绿色球体。在（Ｃ）中，ＢＴ与ＡＳＴ的骨??架及其所含的钙离子分别显示为红色和青色。??图２－１显示了?ＢＴ和ＡＳＴ晶体结构飘带图及二者的骨架重叠图。从图２－１可??以看出：两个酶在拓扑构架上高度相似（ＣａＲＭＳＤ值为１．４?Ａ），催化三联体具有??完全一致的空间取向，且Ｉ丐离子具有相同的结合位点，仅能在自溶环（ａｕｔｏｌｙｓｉｓ??ｌｏｏｐ）上观察到较大的构象差异。整个酶结构可被分成两个结构域，即Ｎ－端结构??域和Ｃ－端结构域，每个结构域均包含了一个ｐ－折叠桶，两个ａ－螺旋属于Ｃ－端结??构域，催化三联体则位于两个结构域的交界处。??进一步


本文编号：3525409