大肠杆菌中高丝氨酸琥珀酰基转移酶的同源模建与对接研究.pdf

第24卷第2期 ‘分子科学学报 Vd．24No．2 OFMOIECI『I^RSa匝NCE 2008 2008年4月 JOURNAL Aprd 【文章编号]1000-9035(2008)(Y2-0144-05 大肠杆菌中高丝氨酸琥珀酰基转移酶的 同源模建与对接研究 周奕含，李泽生*，韩葳葳，姚 远 (吉林大学理论化学研究所，吉林长春130023) [摘要】利用同源模建和分子动力学模拟方法，模建了大肠杆菌中高丝氨酸琥珀酰基转移 酶的三维结构．分析了活性位点的组成，从结构上佐证了Cysl42而不是Lya47为亲核进攻的残 基，并通过与其天然底物琥珀酰．辅酶A的对接研究，从理论上确认了对复合物形成起到重要 作用的氨基酸残基． [关键词】 同源模建；高丝氨酸琥珀酰基转移酶；琥珀酰基一辅酶A；分子动力学 623 150·20 [中图分类号】0 [学科代码] [文献标识码】A 0引言 蛋氨酸在人体内不能合成，是必须通过饮食摄入的10种重要氨基酸之一．高丝氨酸的活化是生物 合成蛋氨酸的关键步骤，在细菌中，这一过程是通过两种功能相近但毫无序列相似性的高丝氨酸酰基转 移酶来实现的——高丝氨酸琥珀酰基转移酶(mS，E．C2．3．1．46)和高丝氨酸乙酰基转移酶(HTA，E．C 在，但由于对肠道细菌的蛋氨酸合成起到至关重要的作用，因此它成为新型抗菌剂设计的新靶点和研究 热点．近年来，通过质谱[¨】、定点突变[3·“】等实验方法推测出了大肠杆菌中mS(EcHIs)的反应机理， 以及在催化过程中所涉及的其他重要残基，然而各种方法得到的结论不尽相同。甚至存在矛盾．虽然在 同家族的酶中，来源于海栖热袍菌(Thetraotoga cereus)的 程度上影响了对EeHTS酶的更深入研究． 本文利用同源模建和分子动力学模拟的方法建立了可靠的EeHTS的三维结构，分析其活性位点的 定了复合物形成时起重要作用的残基，对进一步揭示EcmS的催化机理以及以F忆HTS为靶点的抑制剂 设计具有重要的意义． 1理论方法 同源模建技术是目前应用最广的蛋白质三维结构预测方法．本文的同源模建和分子动力学模拟使 ● 收穑日期；2007—11-24 基金项目：国家自然科学基金资助项目(弼33050 联系人简介：李泽生(19f,4-)，男，教授，博士．博士生导师，主要从事理论化学基础理论及应用研究． B咖：硪吲i@啦d．jhJ．edu．∞ 万方数据万方数据万方数据 第2期 周奕含，等：大肠杆茵中高丝氨酸琥珀酰基转移酶的同源模建与对接研究 145 用h鸭ightn软件包[引，模拟中采用了CVFF)43塌j(Consistent-ValenceForceField)．琥珀酰基．辅酶A的结构 通过G8峭ian03【9】软件中的AMl方法计算得到． 序列相似性的蛋白质为’rmHIs(PDBcode：2H2w)和Bcms(PDBcode：2GHR)[7I，序列一致性均为51％． 序列对比如图1． 图1 2GHR-21-12W,及EeHTS的多序列对比图 晶体结构2H2W与2GHR的骨架的均方根偏差(RMSdeviation)为0．66，可见二者骨架的结构非常相 近．二者的结构中都有部分残基的缺失，而由于结构2H2W的相应文献还未正式发表，缺乏对其测得结 构的详细说明与分析，考虑到结构的可靠性，本文采用了2GHR的结构作为同源模建的模板．通过结构 由Homology模块中的Searchloops程序完成．在此结构基础上，经过对末端、侧链及连接部位的初步修复 后，利用Discover3模块在温度310K的条件下进行了200步的能量最小化