蛋白质3D建模,酶与底物分子模拟对接 autodock(8)

图5.2 模型八中底物质心分布图 Fig5.2 the distribution of centers of mass in mod8

图5.3 模型一中底物质心分布图

Fig5.3 the distribution of centers of mass in mod1

图5.4 模型六中底物质心分布图 Fig5.4 the distribution of centers of mass in mod6

从图5.2~5.4可以看出，底物质心在活性中心分布是不一样的，其中mod1分布较为紧凑，成团状分布。而mod8和mod6的底物质心分布在一个平面上。

下面继续测量了离Fe最近的C=C的两个C到Fe的距离。将两个C分别命名为C1何C2。

图5.5 C1到铁原子距离 Fig5.5 the distance between C1and Fe

图5.6 C2到铁原子距离 Fig5.6 the distance between C2and Fe

图5.5~5.6是对底物分子离Fe最近的C=C的两个碳原子到Fe的距离测量。从图中可以看出，结合能较低的mod6的C-Fe距离往往最大，但是规律不明显。说明光看C-Fe距离也不能说明哪种酶对底物催化能力强。

5.2氨基酸突变

5.2.1突变过程

我们来看结合最好的mod6和实验室的降解酶mod1的活性中心结构。用pymol进行结构比对，我们发现两者区别最大的7个非保守氨基酸。它们情况见表5.1

表5.1 活性中心非保守氨基酸

Table5.1 Non-conserved amino acids in active site

模型 Mod1 Mod6

V213 T217

L257 I254

H301 F293

非保守氨基酸

N303 H295

T316 L308

L364 F368

A412 D418

它们的结构差异见图5.7~5.8，中间空白区域就是活性口袋。可以明显看出这7个氨基酸对活性中心口袋影响举足轻重。Sticks显示的是7个非保守氨基酸，红色的是Fe。为了方便叙述，我们将图5.7~5.8所展示的活性口袋视为标准的，用上下左右前后来描

述底物分子在这种标准中的结合构象。

N303 H301

图5.7 模型一活性中心 Fig5.7 the active center of mod1

H293 F295

图5.8 模型六活性中心 Fig5.8 the active center of mod6

将mod1和mod6与11号底物BKF（Benzo(k)fluoranthene）苯并 (k)荧蒽的对接最佳构象展示，从图5.9~5.10中可以看出，11号底物分子在两种酶的活性中心朝向是完全不同的。Mod1中底物分子是前后走向，小头单环朝后，且单环上的C离Fe更近；mod6中同样的底物分子也是前后走向，但是是大头双环朝后，且大头双环离Fe更近。从对接结果看，mod1与11号的最低结合能为-5.12 kcal/mol，mod6与11号最低结合能为-9.81 kcal/mol。分析原因，我们可以看出mod1的H301和N303

两个氨基酸并不相靠近，而且侧链竖放，空间位阻太大，导致mod1的高结合能的结合构象。而mod6中对应的F293和H295的环却不靠近，而且侧链平放，导致活性中心口袋变大，底物分子走向发生改变，结合能急剧下降，结合得更加稳定。从图5.9~5.10可以看出，对底物分子走向影响最大的就是H301和N303两个氨基酸，在接下来的实验中，将对这两个氨基酸进行突变，已取得结合能更低，结合得更牢固的构象。下面我们将针对上述分析进行氨基酸突变，突变结果命名为mut1~8，中文名字为突变一到八。

图5.9 模型一与苯并(k)荧蒽对接结果

Fig 5.9 Docking results of the model 1 and benzo (k) fluoranthene

图5.10 模型六与苯并(k)荧蒽对接结果

Fig5.10 Docking results of the model 6 and benzo (k) fluoranthene

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