人脯氨肽酶活性中心结构的计算机模拟

摘要

氨酰基脯氨酸二肽酶 (脯氨肽酶 )为广泛分布于生物界的细胞内二肽水解酶 .它特异性地水解以脯氨酸或羟脯氨酸为羧基端的二肽 (X Pro) ,而且只对反式肽键有催化活性 .此酶与脯氨酸代谢、胶原蛋白合成及细胞生长有密切关系 .文献报道 ,从Alteromonas细菌中提取的脯氨肽酶有水解梭曼的活性 ,其有机磷酸酐水解酶也有脯氨肽酶活性 .用重组基因表达的人肝脯氨肽酶也同时具有脯氨肽酶活性和水解梭曼的活性 .研究脯氨肽酶活性中心的结构具有重要理论意义和潜在实用价值 .但目前尚无人脯氨肽酶晶体结构的报道 .本文采用蛋白质结构模式识别 (threading)方法对脯氨肽酶的高级结构进行模拟 ,以大肠杆菌甲硫氨酸氨肽酶 (1MAT)为模板 ,模建了人脯氨肽酶C端结构域的空间结构 .通过对模建结构的 3D评估及电荷分布分析 ,对人脯氨肽酶活力中心结构进行了预测 .模建的人脯氨肽酶活性中心位于C端结构域 ,为 6条β折叠围成的一个疏水性口袋 ,外面被 5条α螺旋及一些loop包围 ,活力中心位于疏水结构中央 ,其中有 5个保守氨基酸 ,形成 1个较强的负电荷区 ,周围有 3个较弱的正电荷区域 .实验还发现 ,虽然Mn2 + 或Co2 + 对酶的活性极其重要 ,但对酶蛋白结构的贡献很小 .