过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶双酶连接的分子动力学研究

摘要

过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶(GOD)在实验中被共固定在同一材料上发挥催化作用，因为CAT能够催化分解GOD催化过程中生成的对细胞有害的过氧化氢。本实验中拟采用分子动力学模拟手段，通过连接肽将CAT和GOD构建成连接酶，使连接酶能够同时催化两种底物（β-D-葡萄糖和过氧化氢）。主要进行了以下研究:
　　 根据实验条件，对CAT、GOD进行残基补全和质子化状态等预处理。通过连接肽，以共价键将CAT和GOD构建成连接酶的初始构象，分别记为cat-ljt-god。利用Autodock将β-D-葡萄糖分别对接在GOD的活性中心。
　　 利用Gromacs4.5.4软件，在gromos9653A6力场下，对游离的CAT、GOD以及连接酶构象cat-ljt-god在水中进行了分子动力学模拟。通对比游离CAT、GOD和连接酶中CAT、GOD的模拟结果，结果发现CAT和GOD连接后，质心距离减小，相互作用加强，CAT和GOD之间的残基的相互作用致使连接酶中CAT、GOD的结构变化与单酶有所不同。CAT的结构变化较大，主要是由于在CAT单体中，N-末端与蛋白质主体相距较远引起的，而在四聚体中，N-末端交织在另外两个亚基中，GOD则相对比较稳定，刚性较大。
　　 在本文中也对分别对接了底物过氧化氢、β-D-葡萄糖的游离的CAT和GOD以及对接了过氧化氢和β-D-葡萄糖的连接酶构象cat-ljt-god体系在水中进行了分子动力学模拟。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 过氧化氢酶简介

1．1．1 过氧化氢酶的结构和催化机理

1．1．2 过氧化氢酶的通道

1．1．3 过氧化氢酶的应用

1．1．4 过氧化氢酶的分子动力学研究

1．2 葡萄糖氧化酶简介

1．2．1 葡萄糖氧化酶结构及催化机制

1．2．2 葡萄糖氧化酶的应用

1．2．3 过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶的共固定

1．3 连接肽简介

1．4 分子对接简介

1．5 分子模拟简介

1．6 研究背景及研究内容

第二章 酶的预处理及模拟体系的建立

2．1 前言

2．2 酶的预处理

2．3 连接肽的建立

2．4 连接酶的建立

2．5 模拟参数的设置

2．6 酶与底物分子的对接及底物的力场参数

2．7 结论

第三章 过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶的分子动力学模拟

3．1 整体分析

3．3．1 RMSD

3．3．2 回转半径

3．3．3 氢键数目

3．2 过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶之间相互作用的残基

3．3 过氧化氢酶活性中心入口的分析

3．4 ED分析

3．5 氨基酸残基间的最小距离分析

3．6 质心距离

3．7 二级结构

3．8 结论

第四 章过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶加底物后体系的结果分析

4．1 过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶加底物后体系的整体分析

4．2 过氧化氢酶活性中心入口的分析

4．3 酶活性中心的分析

4．4 二级结构

4．5 结论

第五章 结论

5．1 结论

5．2 创新

参考文献

致谢

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