利用同源建模、分子模拟和分子对接技术分析家蚕中碳酸酐酶的结构和催化机制

该研究以来源于家蚕的碳酸酐酶为研究对象,利用同源建模建立了家蚕碳酸酐酶的三维结构并预测了其潜在的活性区域。随后,利用Autodock-Vina对家蚕碳酸酐酶和底物进行分子对接,分析和评价了对接模型以及与乙酸对硝基苯酯底物对接过程中的相互作用。经分子动力学模拟和MM/PBSA,分析催化过程中家蚕碳酸酐酶的均方根偏差、溶剂可及面积以及径向分布函数。结果表明:建模所得的酶结构可靠性良好(完全允许区域为89.3%,允许区域10.3%,总和超过了99%);家蚕碳酸酐酶与底物的对接结合能为-6.1 Kcal/mol;范德华力在家蚕碳酸酐酶和底物的结合中占主导地位,而极性溶剂化对结合有显著的反作用;家蚕碳酸酐酶与底物的相互作用的区域为:138L~150V和209L~217C;同源建模所得的家蚕碳酸酐酶结构稳定(模拟最后50 ns RMSD值约0.35 nm)。该研究对后续进一步理性设计和改造家蚕碳酸酐酶提供了一定的理论支持。

枯草芽孢杆菌脂肪酶LipA的生物信息学分析

该研究应用生物信息学方法对枯草芽孢杆菌脂肪酶LipA进行分析,旨在为LipA的后续研究奠定一定的理论基础。采用一系列在线网站或软件对LipA的一级结构、亲疏水性、基本特性、二级结构、特殊卷曲螺旋、模体以及富含脯氨酸(P)、谷氨酸(E)、丝氨酸(S)和苏氨酸(T)的PEST序列等进行预测和分析,并对三级结构进行同源建模,对其表面电位、可及性分布以及Ramachandran图等进行分析。枯草芽孢杆菌脂肪酶LipA是一种由212个氨基酸组成的稳定的脂溶性蛋白质,其亲、疏水性最强的区域分别为Lys75~Asn81和Val9~Leu17;不存在稳定的二聚体、三聚体卷曲螺旋和非PEST序列;有3种可能参与不同的生化反应的模体;有5段α-螺旋、6段β-折叠的α/β类蛋白;整体呈弱正电势;LipA的可及性和Ramachandran图表明建模得到的三维结构是合理、可靠的。该研究为后续对枯草芽孢杆菌脂肪酶LipA的分子设计和改造提供了一定的理论基础。