抗生素硫酯酶系统发育分析及分子模拟分析

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1、摘要聚酮类抗生素是由链霉菌生产的自然界中很重要的一类抗生素。在它的合成和释放的过程中，硫酯酶发挥着重要的作用。它不仅能够有效的催化抗生素产物的水解，同时还能够校正抗生素碳链延伸中发生的错误，确保抗生素的产量。本文针对从NCBI数据库中搜索到的链霉菌中的硫酯酶氨基酸序列，利用邻接法和最大似然法对TE进行了系统发育分析，建立了链霉菌硫酯酶的进化发育树，结果表明，链霉菌硫酯酶从氨基酸序列上可以分为三大类。另外，从构建的系统发育树中发现，链霉菌中存在一种acyl-CoATEII，该类酶仅存在于五种链霉菌中。经过多种序列分析手段和结构分析发现，这些acyl—CoATEII同真核生物TesB

2、家族的acyl．CoATEII在序列和拓扑结构上都具有很高的保守性，并且在催化活性位点上完全保守。因此推测它们属于TesB家族，并根据它们在PKS基因簇中的位置推测其功能为校正酶。通过PDB结构数据库中不同pH值条件下苦霉素合成基因簇(PICS)TE和红霉素合成基因簇(DEBS)TE的拓扑结构发现，pH值对这两种酶的结构有不同的影响。利用计算机模拟软件Sybyl6．92进行分子模拟计算，将不同pH值的蛋白同底物进行对接，通过考察软件打分函数的结果和底物构象发现，PICSTE的活性随pH值的升高而增强，而DEBSTE在pH值升高至8．5的时候完全失活。模拟结果从理论上证明了文献中的

3、研究结果，不同硫酯酶在同一pH值条件下的活性是不同的，因此在聚酮类抗生素组合生物学的研究中需要注意pH对不同菌种的硫酯酶活力的影响。关键词：硫酯酶聚酮类抗生素催化机理活性位点FlexX底物构象ABSTRACTPolyketidesantibioticsconstitutealargeandstructurallydiverseclassofnaturalproductsthatexhibitmanyimportantbiologicalactivities．During也eirbiosynthesisandrelease，thereexitsakindofenzymecalled

4、thioesterasewhichplayallimportantrolenotonlyinthereleasingoffinalproduct，butalsoindeblockingthemisprimedsubstratesduringthechainelongation．ThispaperreconstructedthemolecularphylogenetictreesofTEsfromNCBIdatabasewitllneighbor-joiningandmaximum-likelihoodmethodsofphylogeneticinference，whichshow

5、t11attheTesinthestreptomycesfallintothreecategories．Ofthethreethereareakindofacyl-CoATEIIinjustfivekindsofstreptomyces．Aftersequencesandstructureanalysisoftheseenzymes，itconcludesthatt11eybelongtotheTesBfamily,andtheirfunctionsmaybedeblockingthemisprimedacyl—CoAsubstrates．Basedonthestructured

6、iversityofDEBSTEandPICSTEunderdifferentpH，thispaperuseusingFlexXinSYBYL6．92softwarepackagetofindoutthepHeffectontheactivityoftheenzymes．Thedockingresultsrevealthat，theactivityofthePICSTEenhancesaccordingtotheascendingpHfxom7．6to8．4，whiletheDEBSTEloseitsactivitytotallyunderthepH8．5．Theresultsr

7、evealsthatTEsfromvariousoriginshavedifferentactivitiesunderthesamepH．Attentionsshouldbeimposedonthisduringthecombinatorialbiosynthesisinordertoabtaintheenzymeswiththeoptimalbioactivities．KEYWORDS：Thioesterase(TE)，polyketidesantibiotics，cataly