倍半萜合酶催化反應(yīng)起始為法尼基焦磷酸裂解二磷酸部分,導(dǎo)致不穩(wěn)定的萜烯碳正離子。隨后,倍半萜合酶中底物結(jié)合位點的催化輪廓引發(fā)并引導(dǎo)級聯(lián)的碳正離子反應(yīng)（例如,雙鍵遷移,氫化物和甲基轉(zhuǎn)移或去質(zhì)子化）,從而導(dǎo)致單一萜烯或多種萜烯的合成。對于倍半萜合酶的突變研究能夠鑒定蛋白質(zhì)氨基酸序列對酶催化效率和產(chǎn)物特異性的影響,進一步闡明倍半萜合酶的催化機理,在實際應(yīng)用中可為新的藥物前體的開發(fā)提供理論指導(dǎo)。倍半萜類合酶的催化機制中存在限速步驟,一例研究發(fā)現(xiàn)（E,E）-FPP向NPP的異構(gòu)化過程是限制Trichodiene合酶（FSTS）催化反應(yīng)途徑中化學(xué)催化速率的步驟,有報道,理論計算發(fā)現(xiàn)（E,E）-FPP異構(gòu)化為transoid（R,E）-NPP的過程為吸熱反應(yīng)。酶的催化活性和動力學(xué)行為是生物化學(xué)和生物技術(shù)研究中非常重要的內(nèi)容。目前對倍半萜合酶限速步驟的研究很少,而明確限速步驟,可以指導(dǎo)定點突變,提高酶的催化活性。等溫滴定量熱法可用于測量酶動力學(xué)參數(shù)及熱力學(xué)參數(shù)。因為隨著反應(yīng)的進行而產(chǎn)生的熱能是直接且敏感的可觀察事件,該方法的原理是通過酶與底物的化學(xué)滴定實驗,記錄化學(xué)反應(yīng)吸/放熱隨時間的變化以確定酶促反應(yīng)... 

【文章來源】：河北大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

倍半萜合酶催化過程示意圖

河北大學(xué)碩士學(xué)位論文2或萜醇的合成[25-28]；另外一類會產(chǎn)生中性的中間產(chǎn)物nerolidylpyrophosphate(NPP)，再次發(fā)生異構(gòu)化和離子化及環(huán)化反應(yīng)，使倍半萜產(chǎn)物的種類進一步增加[29-31]。倍半萜合酶催化過程依賴金屬離子，如圖1-2，酶活性中心的保守基序與金屬離子和底物焦磷酸基團的配位作用可觸發(fā)活性口袋的構(gòu)象變化，使活性位點口袋封閉，為催化反應(yīng)提供疏水的環(huán)境。迄今為止，已經(jīng)鑒定了許多具有醫(yī)學(xué)和工業(yè)重要性的倍半萜合酶基因[32,33]。隨著STS基因的可用性，一些倍半萜的生產(chǎn)已顯著擴大。圖1-1倍半萜合酶催化過程示意圖Fig.1-1Diagramofcatalyticprocessofsesquiterpenesynthase圖1-2土曲霉(Aspergillusterreus))aristolochenesynthase金屬離子綁定示意圖[32]Fig.1-2SchematicdiagramofAspergillusterreusaristolochenesynthasemetalionbinding[32]

第1章緒論5種倍受全世界關(guān)注的酶，因為它催化(E,E)-FPP轉(zhuǎn)化為amorpha-4,11-diene，這是重要的抗瘧藥青蒿素的前體[64]。該反應(yīng)起始是焦磷酸基團在與保守基序和金屬離子的配位作用下從FPP上離去，活性中心口袋呈封閉狀態(tài)，焦磷酸基團在C3重獲形成NPP，NPP經(jīng)過C1-C6環(huán)化和C1-C10環(huán)化最終形成(1S，6R，7R，10R)紫穗槐-4，11-二烯[65-67]，如圖1-3。圖1-3AaADS催化過程示意圖[65]Fig.1-3DiagramofcatalyticprocessofAaADS[65]有研究報道，AaADS蛋白包含72％的α-螺旋，23％的β-折疊和26％的無規(guī)卷曲，該酶在花蕾和幼葉中的表達很高，表現(xiàn)出一種組織特異性的表達模式[65]。AaADSR262K突變體影響的是催化機制中碳正離子向Amorpha-4,11-diene的轉(zhuǎn)化過程，降低了萜烯的合成，增加了萜醇的生成[48]。1.4(+)-epi-α-沒藥醇合酶簡介一種獨特的C15倍半萜類物質(zhì)Hernandulcin是從Lippiadulcis的葉子中分離出來的天然甜味劑，還能作為草藥治療咳嗽，支氣管炎[16]。Hernandulcin形成的第一步是(+)-epi-α-bisabolol合酶(LdBOS)催化FPP合成(+)-epi-α-bisabolol。由Lippiadulcis中克隆得到的LdBOS的cDNA全長1641bp，編碼546個氨基酸殘基，分子量為63.8kDa，與其它已知的倍半萜合酶一樣，(+)-epi-α-bisabolol合酶具有DDxxD保守基序，參與活性中心處與Mg2+和底物焦磷酸配位，體現(xiàn)了與其他倍半萜合酶相關(guān)的序列同一性。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]R262K點突變將紫穗槐二烯合酶變?yōu)椋?R）-（E）-nerolidol合酶[J]. 李振秋,高瑞平,程隆斌,劉秀華,朱華結(jié).  河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[2]β-欖香烯抗癌活性及其新型給藥系統(tǒng)的研究進展[J]. 陳美婉,鐘章鋒,王勝鵬,王一濤.  中國新藥雜志. 2012(12)



本文編號：3112029