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锌酶的计算模拟:挑战与最新进展
  • ISSN号:1005-281X
  • 期刊名称:《化学进展》
  • 时间:0
  • 分类:O641.12[理学—物理化学;理学—化学] O641.4[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中山大学药学院,广州510006, [2]厦门大学化学化工学院福建省理论与计算化学重点实验室,厦门361005, [3]纽约大学化学系纽约10003
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2011CB808504,2012CB214902); 国家自然科学基金项目(No.2133007,20873105)资助
中文摘要:

锌酶在人体中分布非常广泛,种类繁多,是当前最受关注的金属酶之一。由于在锌配位结构上的多样性以及Zn2+饱和的d轨道带来的"光谱寂静"性,导致许多实验研究手段受限。计算模拟在锌酶的研究中发挥着越来越重要的作用,已经成为不可或缺的研究工具。现代量子化学计算模拟方法,特别是被视为研究生物大分子体系非常有效的QM/MM组合方法,目前已经被广泛应用于探讨复杂多变的锌配位结构以及锌酶催化反应机理。通过在QM/MM水平下开展的分子动力学模拟,可以揭示锌酶体系中结构与功能间的相互关系。此外,分子力场方法在锌酶研究中同样发挥了不可替代的作用,由于传统力场普遍无法正确描述锌配位结构,因此,锌酶分子力场的开发具有迫切的现实意义。本文总结了近年来锌酶计算模拟领域的最新进展,提出了锌酶计算研究中还有待解决的一些问题。

英文摘要:

Zinc enzymes play a variety of essential biological roles,and their functions and/or structural organizations are critically dependent on the zinc binding site.However,the zinc coordination shell is so complicated that an accurate and powerful theoretical simulation protocol is highly required in calculation.Herein,we review the recent studies of the selected zinc enzymes by the state-of-the-art combined quantum mechanism/molecular mechanism molecular dynamics(QM/MM MD) simulations in probing the reaction mechanism and revealing the relationship of structure and function.Meanwhile,the accuracy of all the current available pairwise force fields to describe zinc coordination structure is very poor,so the recent development of force fields for zinc enzyme is also presented.By the end of this review,some prospects and suggestions are given for further exploration of zinc enzyme.

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期刊信息
  • 《化学进展》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院基础研究局 化学部 文献情报中心
  • 主编:
  • 地址:北京中关村四环西路33号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:scinfo@mail.las.ac.cn
  • 电话:010-82627757
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-281X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3383/O6
  • 邮发代号:82-645
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 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),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)
  • 被引量:21655