生物酶在物理场污染环境下的场效应-空间构象-功能变异研究

本课题将从理论计算和实验两方面开展电场、脉冲微波、超声等物理场污染作用下生物酶的空间构象变异、功能变性与场效应的关联性研究。利用分子动力学方法的MM-PBSA和ABEEM／MM理论进行三种物理场污染作用下诱导生物酶致变的结构稳定性、构象变异、电荷分布变化、生物酶活性变异以及分子动力学作用机制等模拟计算。同时，采用FTIR、拉曼光谱获得场效应作用下生物酶的分子光谱变化数据、借助原子力显微镜和扫描电化学显微镜原位观测场效应下生物酶空间构象的动态变化，并获得生物分子力学变化信息，利用生物分子直接电化学测量方法研究生物酶在场污染作用前后电子传递过程动态信息差异。将实验观测得到的光谱、构象、电子传递数据与理论结果紧密关联，进而优化理论模型和计算方法，从而建立物理场污染环境作用下生物酶变异的理论计算模型和相适应的实验方法，实现生物酶的场效应－空间构象－功能变异三者关系的模拟计算、理论预测及实验验证。