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胰蛋白酶定向固定化亲和配基的理性设计
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津大学化工学院生物工程系,天津300072, [2]天津大学,系统生物工程教育部重点实验室,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(20906068)和天津市应用基础与前沿技术研究计划项(10JCYBJC04500)资助
中文摘要:

在胰蛋白酶三维(3D)结构的基础上,首先利用分子对接从ZINC数据库中筛选获得了与胰蛋白酶具有较高亲和性的小分子配基2-硝基苯基-β-D-葡糖苷,并分析了该配基与蛋白质之间的相互作用力主要为范德华和氢键相互作用.并利用分子动力学模拟进一步验证了2-硝基苯基-β-D-葡糖苷与胰蛋白酶之间具有较强的亲和作用.分子动力学(MD)模拟结果表明,配基.目标蛋白质之间形成稳定的复合物且它们之间的距离基本没有变化.此外,一个水分子通过氢键在配基和目标蛋白质的结合腔之间架桥.最后制备了偶联有该配基的亲和载体,进行了胰蛋白酶的定向固定化,并考察了该固定化酶的活性.研究结果表明,利用修饰2-硝基苯基-β-D-葡糖苷配基的亲和载体固定化胰蛋白酶的酶活达到340.8U·g-1,比活达到300.3U·mg-1,分别是未修饰亲和配基载体的10倍和5倍。具有明显的优势,上述结论证明了结合分子对接和分子动力学模拟理性设计定向固定化亲和配基的方法是可行的,具有一定的理论和实用价值.

英文摘要:

Based on the three-dimensional (3D) structure of trypsin, 2-nitrophenyl-/3-D-glucopyranoside was selected from the ZINC database to be a candidate affinity ligand for trypsin. The affinity between trypsin and the ligand was analyzed. It is found that the interactions between the ligand and the protein are dominated by van der Waals interactions and hydrogen bonding. Molecular dynamics (MD) simulations were used to verify the affinity between the ligand and trypsin; the simulations indicate that the complex remains stable, and the distance between the ligand and the target protein changes only a little. It is found that one water molecule acts as a bridge between the ligand and the protein pocket via hydrogen bonding. Finally, the ligand was coupled to Sepharose CL-6B gel, and was used to immobilize trypsin in an oriented fashion. It is found that the enzyme activity and specific activity of the oriented immobilized trypsin are 340.8 U·g-1 and 300.3 U·mg-1, respectively. These values are 10 and 5 times that of the free enzyme. The results of this work indicate that the combination of docking and MD simulations are promising for the rational design of ligands for oriented immobilization.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781