極端溫度適應(yīng)酶是指在極端高溫或低溫條件下仍能行使其催化功能的一類酶。與常溫酶相比,極端溫度酶的催化反應(yīng)往往具有不同的熱力學(xué)激活參數(shù),但是,極端溫度酶特殊熱力學(xué)激活參數(shù)的結(jié)構(gòu)起源仍不夠清楚。本文的研究目的為:（1）在現(xiàn)有方法和理論的基礎(chǔ)上建立一套獲得極端溫度酶催化反應(yīng)熱力學(xué)激活參數(shù),即激活自由能、激活焓和激活熵的計(jì)算流程,為后續(xù)有關(guān)極端溫度酶適應(yīng)機(jī)理研究奠定方法學(xué)基礎(chǔ);（2）探索引起極端溫度酶特有熱力學(xué)激活參數(shù)的結(jié)構(gòu)因素并鑒定出對(duì)降低激活自由能做出重要貢獻(xiàn)的殘基;（3）探討導(dǎo)致嗜冷酶激活自由能降低的作用方式。本文使用的研究對(duì)象為來自胰蛋白酶類（trypsin-like）絲氨酸蛋白酶家族的嗜冷酶成員AST（anionic salmon trypsin）和常溫酶成員 BT（bovine trypsin）。采用經(jīng)驗(yàn)價(jià)鍵（empirical valence bond;EVB）方法,通過自由能擾動(dòng)/傘狀采樣模擬得到兩個(gè)酶在300K溫度下催化反應(yīng)的激活自由能（△G（?））;進(jìn)一步,通過不同溫度條件下的EVB模擬計(jì)算,得到兩個(gè)酶的高精度Arrhenius圖,并最終通過回歸分析得到300 K下的激活焓與... 

【文章來源】：云南大學(xué)云南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１．化學(xué)反應(yīng)過程中能量差異示意圖

體（Ｄ１０２－Ｈ５７－Ｓ１９５）以棒狀模型（青色）顯示；鈣離子顯示為綠色球體。在（Ｃ）中，ＢＴ與ＡＳＴ的骨??架及其所含的鈣離子分別顯示為紅色和青色。??圖２－１顯示了?ＢＴ和ＡＳＴ晶體結(jié)構(gòu)飄帶圖及二者的骨架重疊圖。從圖２－１可??以看出：兩個(gè)酶在拓?fù)錁?gòu)架上高度相似（ＣａＲＭＳＤ值為１．４?Ａ），催化三聯(lián)體具有??完全一致的空間取向，且Ｉ丐離子具有相同的結(jié)合位點(diǎn)，僅能在自溶環(huán)（ａｕｔｏｌｙｓｉｓ??ｌｏｏｐ）上觀察到較大的構(gòu)象差異。整個(gè)酶結(jié)構(gòu)可被分成兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，即Ｎ－端結(jié)構(gòu)??域和Ｃ－端結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域均包含了一個(gè)ｐ－折疊桶，兩個(gè)ａ－螺旋屬于Ｃ－端結(jié)??構(gòu)域，催化三聯(lián)體則位于兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的交界處。??進(jìn)一步，使用?Ｄａｌｉ?ｓｅｒｖｅｒ?（?ｈｔｔｐ：／／ｅｋｈｉｄｎａ２．ｂｉｏｃｅｎｔｅｒ．ｈｅｌｓｉｎｋｉ．ｆｉ／ｄａｌｉ?）［６２］得到了??基于結(jié)構(gòu)的ＡＳＴ和ＢＴ的序列比對(duì)。圖２－２顯示了二者的序列比對(duì)圖，該圖提供??了兩個(gè)蛋白酶的結(jié)構(gòu)等同氨基酸位置（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?

??雛??圖２－１．常溫酶ＢＴ和嗜冷酶ＡＳＴ晶體結(jié)構(gòu)職帶圖及其骨架重疊圖??（Ａ）常溫酶ＢＴ。（Ｂ）嗜冷酶ＡＳＴ－?（Ｃ）?ＢＴ和ＡＳＴ的骨架重疊。在（Ａ）、（Ｂ）中，ａ－螺旋、Ｐ－股、丨ｏｏｐ??分別顯示為紅色、黃色和綠色；規(guī)則二級(jí)結(jié)構(gòu)標(biāo)簽前的Ｎ和Ｃ表示結(jié)構(gòu)單元分別屬于Ｎ－端和Ｃ－端催化三聯(lián)??體（Ｄ１０２－Ｈ５７－Ｓ１９５）以棒狀模型（青色）顯示；鈣離子顯示為綠色球體。在（Ｃ）中，ＢＴ與ＡＳＴ的骨??架及其所含的鈣離子分別顯示為紅色和青色。??圖２－１顯示了?ＢＴ和ＡＳＴ晶體結(jié)構(gòu)飄帶圖及二者的骨架重疊圖。從圖２－１可??以看出：兩個(gè)酶在拓?fù)錁?gòu)架上高度相似（ＣａＲＭＳＤ值為１．４?Ａ），催化三聯(lián)體具有??完全一致的空間取向，且Ｉ丐離子具有相同的結(jié)合位點(diǎn)，僅能在自溶環(huán)（ａｕｔｏｌｙｓｉｓ??ｌｏｏｐ）上觀察到較大的構(gòu)象差異。整個(gè)酶結(jié)構(gòu)可被分成兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，即Ｎ－端結(jié)構(gòu)??域和Ｃ－端結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域均包含了一個(gè)ｐ－折疊桶，兩個(gè)ａ－螺旋屬于Ｃ－端結(jié)??構(gòu)域，催化三聯(lián)體則位于兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的交界處。??進(jìn)一步


本文編號(hào)：3525409