帕帕因酸酸酶活性的蛋白质工程:对突变和野生类型酶的分子动力学研究
Swarnalatha Y Reddy1, Kalju Kahn, Ya-Jun Zheng
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California-Santa Barbara, Santa Barbara, California 93106, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 31, 2002
概括
分子动力学模拟揭示了 papain 的 Gln19Glu 突变物如何催化化. 该研究确定了关键的结相互作用和接近攻击的适配体,突出了Glu19在一般酸催化中的作用.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 酶学 是一种酶学.
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 帕帕因是一种氨酸蛋白酶,参与蛋白质水解.
- 突变可以改变酶活性和基质特异性.
- 了解酶机制对于药物设计和生物技术至关重要.
研究的目的:
- 为了阐明在化水解中Papain的Gln19Glu突变的催化机制.
- 调查特定残留物在催化过程中的作用,特别是在第19位.
- 为了比较突变酶的催化机制与野生类型的papain.
主要方法:
- 纳秒分子动力学 (MD) 模拟被使用.
- 模拟包括突变酶与酸基质复合 (I).
- 模拟还分析了突变酶与胺酸中间体 (II和III) 和野生类型酶基质复合物共价附着.
主要成果:
- 在突变酶中观察到His159和Cys25之间的稳定离子对,与野生类型不同.
- 鉴定出近攻击对应体 (NACs),显示His159定位用于一般酸催化.
- 发现Glu19与中间体II的化和质子化 (III) 形成键,支持其在催化中的作用.
结论:
- Gln19Glu突变稳定了关键的催化残留物,促进了化的水解.
- 希斯159在通过一般酸性催化剂启动催化作用.
- 位于位置19的Glu19对催化机制至关重要,在承诺步骤中充当一般酸催化剂.


