基于分子动力学模拟的VmoLac非特异性底物催化活性的理论研究

采用分子动力学模拟方法研究了VmoLac的非特异性底物催化活性,模拟了VmoLac/3-oxo-C10-AHL,VmoLac/3-oxo-C6-AHL,VmoLac/γ-nonalacton和VmoLac/ethyl-paraoxon 4个复合物.分析了分子动力学模拟过程中不同底物结合引起VmoLac构象变化的主要原因.结果表明,3-oxo-C10-AHL和γ-nonalacton的结合会使VmoLac活性口袋附近的Loop8结构域运动明显,利于底物结合在Loop8疏水通道外侧进而引起催化反应;VmoLac活性口袋周围的门控残基W264和Y230之间距离的变化会影响底物的结合;Y98与长链内酯、壬内酯的羰基碳之间形成的进攻距离较小,而与短链内酯的羰基碳以及对氧磷的磷原子之间形成的进攻距离较大,短的距离更有利于发生亲核进攻反应;D257是引发VmoLac催化反应的关键残基;当VmoLac催化3-oxo-C10-AHL和γ-nonalacton时,D257与极化水以及底物形成更多的氢键,使底物与酶更容易结合.从理论催化机制角度解释了VmoLac催化长链内酯(3-oxo-C10-AHL)比短链内酯(3-oxo-C6-AHL)的能力强,催化壬内酯(γ-nonalacton)比对氧磷(ethyl-paraoxon)能力强的原因,为实验结果提供了理论证明.