多肽及蛋白质关键氨基酸结构识别与改造的分子动力学模拟
如何确定生物大分子关键结构以及如何定向改造生物大分子是目前的研究难点。本文通过MD模拟研究了以下两个问题:1）铁调素的关键结构识别;2）氨基裂解酶的定向改造。具体工作如下: 1)铁调素的关键结构识别。铁调素是脊椎动物体内调节铁离子平衡的主要调节剂，确定铁调素的结构至关重要。本文通过MD模拟，研究了不同二硫键连接方式对铁调素结构的影响。首先计算了105种不同二硫键连接方式异构体的势能。通过PROCHECK检查能量最低的10种异构体的几何合理性，筛选出了三种最有可能的铁调素异构体。除了已知的铁调素二硫键连接模式(Cys1-Cys8，Cys3-Cys6，Cys2-Cys4和Cys5-Cys7，P95)外，还包括其它两种二硫键连接模式:Cys1-Cys7，Cys2-Cys4，Cys3-Cys6,Cys5-Cys8(P80)和Cys1-Cys6,Cys2-Cys5,Cys3-Cys4,Cys7-Cys8(P67)。这为了解蛋白质复合物相互作用的结构/活性关系提供了基础，对于铁调素及其同系物在医学诊断中的应用具有重要价值。 2)氨基裂解酶的定向改造。在以赖氨酸-2-羟基己二酸为前体生成终产物己二酸的过程中，无法实现2-羟基己二酸脱水生成2，3-脱氢己二酸，以至于终产物己二酸无法生成。本文通过MD模拟对天冬氨酸裂解酶进行改造，使其催化氨基己二酸裂解氨生成2，3-脱氢己二酸。首先通过MD模拟研究了野生型的AspB与氨基己二酸的相互作用，找到了四个关键位点:187-THR、MET_321、LYS_324、326-ASN。然后将这四个位点进行单位点饱和突变，找到了一些较好的突变体系;将这些体系排列组合，得到27种三位点突变并进行MD模拟;与此同时，还对文献中报道的较好的突变位点进行排列组合得到的16种突变体并进行MD模拟。通过结合自由能、氢键等指标，为实验筛选出来几种较好的突变体系，为下一步的实验探索提供了理论基础。
铁调素;结构识别;氨基裂解酶;定向改造;MD模拟
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
王萌
2020
中文
Q501
2020-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）