磷酸三酯酶的同源模建及分子对接理论

郑文琦,赵 丽,宋亚伟,韩葳葳

(1. 吉林建筑工程学院 基础科学部,长春 130118；2. 吉林大学 分子酶学工程教育部重点实验室,长春 130012)

有机磷农药是一种广泛使用的高效杀虫剂,但其严重污染土壤和地下水,导致生物物种减少和灭绝,破坏生态平衡. 而且大多数有机磷农药为神经毒素,对人等非靶标生物会产生直接或间接的毒性效应[1-2]. 目前,微生物降解是清理有机磷农药残余最安全高效的方法. 磷酸三酯酶样内酯酶(phosphotriesterase-like lactonases,PLLs)是降解有机磷毒剂最主要的酶类,具有降解磷酸三酯和内酯的双重功能[3],文献[4]报道了其降解活力,文献[5-6]将其定义为一个新的酶类. 但大多数PLLs磷酸三酯酶活力较低. 本文以来源于Thermaerobactermarianensis的磷酸三酯酶为研究对象[7],利用同源模建和分子动力学模拟方法建立蛋白三维结构,通过与磷酸三酯底物和内酯底物对接的研究,确定了形成复合物起重要作用的氨基酸残基.

1 实 验

1.1 理论方法 同源模建采用3D-JIGSAW服务器. 来源于Thermaerobacterm的磷酸三酯酶包含331个残基(NCBI Reference Sequence: YP_004102636.1 EC 3.1.1.8),通过3D-JIGSAW建模建立其三维结构. 先利用Amber全原子力场和GROMACS4.3.1软件对其进行分子动力学优化[8],再经过7 ns 分子动力学模拟优化其结构.

1.2 分子对接 先在已知晶体结构的磷酸三酯酶样内酯酶中找到包含配体结构N-丁酰基-DL-高丝氨酸内酯(PDB code 3ojg),再根据配体在活性中心的位置设定中心坐标,将TsPLLs和3ojg的坐标重叠,使用已设定的中心坐标和BOX,利用Autodock软件对不同的底物进行对接,并根据配体的不同构象、 方向及位置进行评分和排序后,使……