基于分子模拟技术研究枯草芽孢杆菌Lip-A对映体选择性反转

采用分子动力学及分子对接方法,研究了枯草芽孢杆菌脂肪酶A(Lip-A)及其突变体Lip-AN18I对底物S-1,2-O-异亚丙基-sn-甘油(S-1,2-O-isopropylidene-sn-glycerol,S-IPG)丁酸酯与R-1,2-O-异亚丙基-sn-甘油(R-IPG)丁酸酯立体选择性反转的分子机制。利用SWISS-Model构建突变体Lip-AN18I,通过GROMACS 4.5.4软件对Lip-A与Lip-AN18I分别优化获得合理构象,进而通过分子对接Autodock 4.2软件获得酶与底物复合物的100个构象;通过将立体电子效应的构象约束条件引入到分子对接构象筛选中,筛选到适合于Lip-A及突变体Lip-AN18I活性口袋的反应型构象,对实验数据进行了合理解释;同时,为了减小半柔性对接产生的误差,利用SYBYL 1.3X G_Score打分函数重新评价目标蛋白与配体小分子之间亲和作用力的大小,对实验数据进行了进一步合理解释;基于能量最优与空间互补原则,从分子水平上证实Asn18为调控Lip-A对映体选择性的关键氨基酸之一,为后续的基因工程改造Lip-A获得针对不同手性底物的高效生物催化剂提供了理论指导。