亚洲玉米螟几丁质酶3d模建与其抑制剂的虚拟筛选

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要昆虫几丁质酶属于18族糖苷水解酶，是昆虫蜕皮过程中降解旧的几丁质必需的酶，干扰或破坏几丁质酶的活性都可以影响昆虫的正常生长发育。因此几丁质酶是设计新的环境友好的，高效的杀虫剂的靶标。我们实验室已经获得亚洲玉米螟几丁质酶的cDNA序列和氨基酸残基序列。在本研究构建选择几丁质酶构建其3维结构，并通过虚拟筛选的方法设计其抑制剂。通过同源性分析发现几丁质酶和其他18族糖苷水解酶存在高度的相似性，尤其是催化区具有高度的保守性。因为在同源模建中序列越短，模建结果越正确，所以我们选择几丁质酶催化区进行同源模建。本论文工作主要分以下步骤：1)使用亚洲玉米螟几丁质酶催化区序

2、列对PDB数据库进行搜索，发现PDB编号为1HKK的人壳三糖酶与其同源性最高，同一性为40．7％，相似度为59．6％，沟为6．4％。选择1HKK结构为构建亚洲玉米螟几丁质酶催化区三维结构的模版。2)对同源模建所得的5模型使用ProChcck，Profile_3D／verify和Prosa2003进行评估，选择最优的模型，模拟在310K恒温、水环境中对模型进行动力学优化，取平衡阶段的平均构象作为虚拟筛选中的受体。3)将模版中已知活性最强的几丁质酶抑制剂Allosamidin叠合到筛选受体中，选择受体中距离小分子5A内的氨基酸残基为活性口袋，采用两轮筛选策略对SPECS小分子数据库中的4

3、3423个分子进行虚拟筛选，获得76个可能的抑制剂分子。4)对筛选结果中的5个分子验证分离获得几丁质酶活性，结果显示这些小分子具有不同程度的抑制活性。关键词：亚洲玉米螟；几丁质酶；同源模建；虚拟筛选；新农药设计大连理工大学硕士学位论文ChitinaseofAsiancornborer：3Dmodelingandscreeningforitspotentinhibitors／、bstraetTheinsectehitinase．belongingtoglyeohydrolase18family,isrequiredforchitinrecyclingandsynthesisofnewc

4、uticlesOrperitroplaiemembranes．Itsactivityisdirectlyrelatedtotheinsect’sgrowthanddevelopment．Therefore．aehitinaseisconsideredtobeallidealtargetforenvironmentfriendlyandhighlye伍cientinsecticides．OurlabhasrevealedthecDNAandthededucedltminoacidsequenceoftheehitinasefromAsiancornborerrecently．Inthi

5、sworkWeappliedthisenzymeforits3DmodelingSOastovirtualscreenforitspotentinhibitors．Basedonhomologyanalysis，thisehitinasesharesveryhi曲identitywithother18familyglyeolransferases，inparticulartheveryeomervedcatalyticregions．HereWechosetheshortestsequenceofitscatalyticdomainofehitinaseWaSchosenforstr

6、ucturalmodelingbasedontheknowledgethattheshorterthesequence，themoreaccuratethemodelingresult．ThefollowingiswhatWeaccomplishedduringthisstudy：11HomologyanalysisofthecatalyticdomainofehitinasesinthePDBdatabaseindicatedthalthisehitinasesharedthehighestsimilaritywiththehumanehitotriosidasenamedl}ⅨK

7、withidentitiesof40．7％，positivitiesof59．6％andgapsof6．4％．Thusthecrystalstructureof1HKKWaSchosenasitsstructuralmodel．2、mreceptorselectedfrom5resultedmodellingstructuresforinhibitorsbymoleculardynamicsoptimalizationusingsoftwareinvolv