碳納米管固定Lip2脂肪酶的分子動力學(xué)研究.pdf

1、Lip2脂肪酶具有較好的對映體選擇性，實(shí)驗(yàn)中將Lip2脂肪酶固定在疏水的碳納米管表面形成了固定化酶，并用固定酶與游離酶分別在有機(jī)溶劑正庚烷中作為催化劑對(r，s)-1-苯基乙醇進(jìn)行手性拆分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)固定化酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于游離脂肪酶的催化效率，為了研究固定化脂肪酶催化效率提高的原因，本文主要進(jìn)行了以下研究:
　　 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，對Lip2脂肪酶進(jìn)行了補(bǔ)全殘基、質(zhì)子化狀態(tài)確定等預(yù)處理。通過共價(jià)鍵連接脂肪酶表面賴氨酸(LYS

2、)殘基側(cè)鏈的氮原子與碳納米管的碳原子構(gòu)建了固定酶—case1的初始構(gòu)象;根據(jù)疏水殘基在Lip2脂肪酶表面的分布建立了六個(gè)用于研究脂肪酶在碳納米管表面吸附體系的初始構(gòu)象，并通過分子動力學(xué)模擬確定了Lip2脂肪酶與碳納米管相互作用最強(qiáng)的吸附體系—case2。
　　 (2)對游離酶體系、固定酶case1和case2體系在有機(jī)溶劑正庚烷中進(jìn)行了全原子分子動力學(xué)模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)固定酶體系中覆蓋其活性位點(diǎn)的“蓋子”比游離酶的“蓋子”打開的

3、程度要大。“蓋子”的打開程度能夠影響底物到達(dá)脂肪酶活性中心的速度，因此固定化酶蓋子的打開可能是其催化效率提高的主要原因。對于固定酶體系中蓋子打開的原因本文從與碳納米管作用的殘基、相關(guān)性分析、殘基間的最小距離分析以及鹽橋氫鍵等幾個(gè)方面進(jìn)行探究，通過分析發(fā)現(xiàn)在固定酶體系中，與碳納米管相互作用的殘基是離脂肪酶蓋子較遠(yuǎn)的殘基，這些疏水及親水殘基與碳納米管之間的相互作用可通過一段α螺旋(case1)和β折疊(case2)傳遞到蓋子部分，從而引起蓋