分子动力学模拟的研究脂肪酶催化机理

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1、摘要分子动力学模拟研究脂肪酶的催化机理本课题通过分子动力学模拟方法研究了脂肪酶在有机溶剂中的催化机理及橄榄油对脂肪酶热稳定性的影响。研究分为三部分：(1)通过分子动力学模拟方法研究南极甲丝酵母脂肪酶B在极性有机溶剂和非极性有机溶剂中的构象活性变化规律。将CALB分别溶于甲醇，丙酮，四氢呋喃，氯仿，环戊烷及正己烷溶液中，然后进行分子动力学模拟。模拟结果显示：CALB的总体构象及局部构象在所有溶液中变化都不大。CALB的活性位点构象在非极性有机溶液中保持稳定，然而在极性有机溶液中一些有机溶剂分子进入CALB的活性位点

2、并与之强烈作用从而破坏了SERl05中OG原子与HIS224中NE2原子之间形成的氢键。通过Q～UMM计算出的CALB活化能及活性位点能量变化表明在极性有机溶液中SERl05中OG原子与HIS224中NE2原子之间氢键的破坏是造成CALB在极性有机溶液中活性低的主要原因。(2)通过分子动力学模拟方法研究南极甲丝酵母脂肪酶B在甲醇．水混合溶液中的构象活性变化规律。将CALB分别溶于甲醇体积浓度(V甲醇Ⅳ溶液)分别为1％，10％，20％，30％，50％的甲醇．水混合溶液中并进行分子动力学模拟．模拟结果显示当甲醇的体积

3、浓度大于20％时，一些甲醇分子能够进入CALB的活性位点区域并与组成CALB活性位点的残北京化工大学硕士学位论文基相互作用从而破坏了CALB活性位点的关键氢键结构，从而导致了CALB的失活。(3)通过分子动力学模拟研究橄榄油(oliveoil)对褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)热稳定性的影响。将CRL溶于水溶液及含有橄榄油分子的水溶液并分别在温度为300K，310K，320K，330K，340K的条件下进行分子动力学模拟。模拟结果显示oliveoil能够通过疏水作用与CRL紧密结合。在oliveoil的存在下CRL的

4、总体结构和Q．螺旋结构更加稳定，温度越高oliveo订这种稳定作用越明显。模拟结果表明oliveoil具有增强CRL热稳定性的作用。关键词：脂肪酶，分子动力学模拟，脂肪酶失活，热稳定性ⅡABSTRACTANALYSISOFTHECONFORMATIoNALSTABILITYANDACTIⅥTYoFLIPASEBYMoLECULARDYNAMICSSIMULl鲴rIoNABSTRACTInthisstudy，moleculardynamicssimulationwasusedtoinvestigatelipasec

5、onformationchangeandactivitychange．Theworkconsistsofthreeparts：(1)InvestigatingtheconformationchangesofCandidaantarcticalipaseB(CALB)inseveralpolarandnon-polarorganicsolventsbymoleculardynamicssimulation．TheconformationchangesofCALBinthepolarandnon-polarsolve

6、ntswereexaminedinthreeaspects：theoverallconformationchanges，thelocalconformationchangesandtheconformationchangesoftheactivesite．ThesimulationresultsshowthatboththeoverallconformationandlocalconformationofCALBareverystableinallorganicsolvents，buttheconformatio

7、noftheactivesiteshowsdifferencesbetweenpolarandnon—polarorganicsolvents．Innon-polarorganicsolvents，theconformationofactivesitekeepsstable，whileinpolarorganicsolvents，severalmoleculesreachintotheactivesiteandinteractintensivelywiththeactivesite,whichdestroysth

8、ehydrogenbondbetweenSER105(OG)andHIS224(NE2)．Theactivation北京化-T大学硕．1j学位论文energyofCALBandtheactivationenergyoftheactivesiteregionindifferentsolventswerefurthersimulatedbyQM／MMsimulation．Th