谷氨酰胺结合蛋白的分子动力学模拟和自由能计算

谷氨酰胺结合蛋白(Glutamine-bindingprotein,GlnBp)是大肠杆菌透性酶系统中一个细胞外液底物专一性结合蛋白,对于细胞外液中谷氨酰胺(Gln)的运输和传递至关重要.本文运用分子动力学(Moleculardynamics,MD)模拟采样,考察了GlnBp关键残基与底物Gln之间的相互作用和GlnBp两条铰链的功能差别;并采用MM-PBSA方法计算了GlnBp与底物Gln的结合自由能.结果表明:Ph13,Phe50,Thr118和Ile69与底物Gln的范德华相互作用和Arg75,Thr70,Asp157,Gly68,Lys115,Ala67,His156与底物Gln的静电相互作用是结合Gln的主要推动力;复合物的铰链区85～89柔性大,对构象开合提供了结构基础;而铰链区181～185柔性小,其作用更多是在功能上把底物Gln限制在口袋中;自由能预测值与实验值吻合.本研究很好地解释了GlnBp结构与功能的关系,为进一步了解GlnBp的开合及转运Gln的机制提供了重要的结构信息.

底物结合对谷氨酰胺结合蛋白运动模式的影响

为了研究底物谷氨酰胺(glutamine,Gln)的结合对谷氨酰胺结合蛋白(glutamine binding protein,GlnBP)运动特点的影响,采用分子对接方法研究了未结合Gln的GlnBP开放构象结构(GlnBP_O)与Gln的结合模式,获得了GlnBP_O-Gln复合物结构,然后用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法研究所获得的复合物的运动模式,并与GlnBP_O的运动模式相比较.结果表明:Gln特异性地结合在GlnBP_O的大结构域上,并且Gln的结合增加了GlnBP_O的闭合运动的速度和幅度.