利用同源建模、分子模拟和分子对接技术分析家蚕中碳酸酐酶的结构和催化机制

摘要

该研究以来源于家蚕的碳酸酐酶为研究对象,利用同源建模建立了家蚕碳酸酐酶的三维结构并预测了其潜在的活性区域。随后,利用Autodock-Vina对家蚕碳酸酐酶和底物进行分子对接,分析和评价了对接模型以及与乙酸对硝基苯酯底物对接过程中的相互作用。经分子动力学模拟和MM/PBSA,分析催化过程中家蚕碳酸酐酶的均方根偏差、溶剂可及面积以及径向分布函数。结果表明:建模所得的酶结构可靠性良好(完全允许区域为89.3%,允许区域10.3%,总和超过了99%);家蚕碳酸酐酶与底物的对接结合能为-6.1 Kcal/mol;范德华力在家蚕碳酸酐酶和底物的结合中占主导地位,而极性溶剂化对结合有显著的反作用;家蚕碳酸酐酶与底物的相互作用的区域为:138L~150V和209L~217C;同源建模所得的家蚕碳酸酐酶结构稳定(模拟最后50 ns RMSD值约0.35 nm)。该研究对后续进一步理性设计和改造家蚕碳酸酐酶提供了一定的理论支持。