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文档简介

分子动力学研究突变对类固醇异构酶中质子转移反应的影响 导师 凌宝萍答辩人 王伟伟专业 化学工程与工艺 论文框架 研究背景研究方法研究内容研究结论 1 2 3 4 研究背景 酶 5 3 类固醇异构酶 KSI 是通过下图所示的两步质子转移机理催化3 oxo 5 类固醇异构化生成 4 共轭的异构体 研究背景 类固醇异构酶中质子转移反应经常受到突变体的影响 而动力学模拟经常用来检验质子转移反应中这些突变的残基对氢键模式 构象变化 范德华作用和静电作用的影响 研究方法 我们使用双态的经验价健 EVB 势能去模拟每个质子转移反应中的电子势能面 1 绘制WT和三个突变KSI酶的两个质子转移步的PMF曲线 2 观察WT和三个突变KSI酶的两个质子转移反应中氢键距离的变化 3 比较双质子转移反应的催化野生型和突变形式的速率常数变化 研究内容 研究内容 根据WT和三个突变形式的KSI两个质子转移步骤 我们用WHAM生成了PMF曲线 为了便于比较 我们还用伞集成生成的PMF曲线 发现两种方法得到的垒高度相同都在0 5千卡 摩尔 这表明 相对于反应物和产物突变增加了中间态的自由能即突变使二烯醇中间体相对于反应物和产物不稳定 研究内容 研究内容 上图给出了WT和三个突变KSI酶的两个质子转移反应中氢键距离的变化 这一分析表明 当原来的氢键其相互作用取消的时候 在活性位点发生结构重排通过形成新的氢键相互作用来稳定二烯醇中间体 研究内容 研究内容 表明突变时第一步质子转移步前面的速率常数增加 而对于第二步速率常数下降 研究结论 突变体通常保留底物O3和活性位点之间的一个氧氢键相互作用 而WTKSI保留两个氢键相互作用 底物和酶之间的范德华力作用在两个质子转移反应中保持相对恒定 活性位点在质子转移反应展现出限制性运动 研究结论 当突变时预组织的活性位点发生改变 而且这个位点允许相对较小的构象变化以通过增强底物和活性位点之间的氢键 以及使质子供体和受体相互靠近到质子转移的适当位置时 有利于质子转移反应 致谢 大学本科的学习生活即将结束 在此 我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学 他们在我成长过程中给予了我很大的帮助 本文能够顺利完成 要特别感谢我的导师凌宝萍老师 以及我的同组人员卢招弟 李飞 郭慧芳
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