在Corynebacterium glutamicum中构成动力学Diaminopimelate Epimerase:从连接物参数化,原子模拟和马尔科夫状态建模的洞察
Sunita Muduli1, Soumyajit Karmakar1, Sabyashachi Mishra1
1Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur 721302, India.
Journal of chemical information and modeling
|May 3, 2024
概括
在各种氧化还原条件下模拟了二氨基胺酸表皮酶 (DapF) 酶动态. 了解这些构造变化对于开发针对DapF.的新抗微生物耐药性治疗方法至关重要.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 结构生物学 结构生物学
背景情况:
- 氨基酸表皮酶 (DapF) 对于氨酸生物合成至关重要.
- DapF的催化氨酸二对氧化还原条件敏感,在apo DapF中形成二硫化物键.
- DapF是新型抗菌素耐药性疗法的潜在目标.
研究的目的:
- 在不同的氧化还原状态下研究DapF的结构动力学.
- 阐明活性位点残留物和循环在DapF功能中的作用.
- 为未来针对DapF的抑制剂设计提供见解.
主要方法:
- 微秒级全原子分子动力学模拟产品绑定和apo DapF.
- 偏振电荷模型的应用,用于准确的静电环境模拟.
- 使用内部坐标和主要成分分析分析酶构造的分析.
- 马尔科夫状态建模和过渡路径理论来估计构造性过渡时间尺度.
主要成果:
- 在产品结合,氧化和减少的条件下,DapF呈现出不同的闭合,半开放和开放形状.
- 形状变化是由动态催化循环,循环II和循环III驱动的.
- 接近到开放的过渡发生在微秒时间尺度 (0.8μs) 上.
结论:
- 氧化还原条件显著影响DapF的结构和动态.
- 特定的循环和活性位点残留物介导着连接体结合和形状灵活性.
- 对DapF动态的详细理解有助于设计有针对性的抗菌剂.


