酶工程- 微生物酰胺水解酶专一性识别氮杂环衍生底物的结构机制研究

时间:2014-11-04

分子对接(molecular docking是基于结构药物设计的核心模拟手段,依据受体与配体作用时的几何匹配和能量匹配过程,模拟受体-配体相互作用,预测两者间最佳的结合模式和结合亲和力。采用分子对接模拟技术,科研人员可以进行基于结构的药物虚拟筛选,药物分子的结构改造,药靶相互作用的机理研究等工作,从而大大提高实验效率。在Discovery Studio这一分子模拟的综合平台中,共有四种对接程序,包含LibdockLigandFitCDOCKERFlexibleDocking,这四种对接算法各有优势,能够满足广大科研工作者的多种应用需求,为其提供配体受体间相互识别的“利器”。

 

Structural insights into the specific recognition of N-heterocycle biodenitrogenation-derived substrates by microbial amide hydrolases

RefMolecular Microbiology (2014) 91(5), 1009-1021.  IF=5.026

链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mmi.12511/abstract

 

      在烟草加工过程中会产生大量富含尼古丁等烟碱类化合物的固体和液体废弃物,易进入地下水对环境造成一定的影响,因此降低烟草废弃物中尼古丁含量对于维护人类的健康和环境保护有着重要的意义。恶臭假单胞菌S16能够以尼古丁作为底物生长并将其完全矿化,在降低烟草中尼古丁含量和处理烟草废物的过程中发挥重要作用。该尼古丁微生物分解代谢途径中还存在许多具有重要的生物化学研究价值和化学催化应用价值的酶。本文成功解析了N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶Nfo与马来酰胺酸脱氨基酶Ami的晶体结构,以及Ami与其产物马来酸的复合物的晶体结构。通过酶活性动力学检测、计算机分子对接模拟、量子化学计算,揭示了Nfo与Ami虽然同为酰胺水解酶,但却有着针对各自底物量身定制的活性位点结构,从而不能互相交换酰胺底物进行交叉水解反应的特殊巧妙的分子机制。其中分子对接部分,本文采用的是Discovery Studio中的CDOCKER分子对接功能。
 
                            

图一:Ami无法替代Nfo水解NFM,Nfo无法重复Ami对maleamate的水解功能。

 

为什么选择Discovery Studio
1. Discovery Studio中共有四种对接程序,这四种对接算法各有优势,能够满足广大科研工作者的多种应用需求;
2. Discovery Studio中有多种对接结果的评价分析手段,包括2D/3D相互作用图分析(可以分析氢键、疏水作用、卤键等多种非键作用类型)、结合口袋表面分析、氢键热图、多种打分函数、结合能的计算等;
3. Discovery Studio应用广泛,操作简便,图形化界面十分友好,结果易于分析。