纤维素酶催化纤维素水解反应的理论研究

开展纤维素酶催化木质纤维素水解反应的理论研究，在原子级别讨论生物酶催化生物能源转换的过程具有非常重要的科学意义和实际意义。这一水解过程是生物能源转化过程的关键步骤，而生物质能的利用是一项具有国家战略意义的任务。计算生物化学方法目前已经广泛应用于研究复杂生物体系的行为，并且在生物制药方面取得了很大的成就，但在生物质能方面还没有得到很好的利用。本课题的中心任务在于利用计算生物化学方法研究纤维素酶催化纤维素水解反应机理的研究，来最终解决纤维素水解效率低的关键问题。首先用分子动力学模拟方法将讨论纤维素分子与纤维素酶相互作用的模型，然后用混和量子力学与分子力学方法(QM/MM)计算反应的势能面及反应自由能势垒，得到反应的具体进程，最后用蛋白质工程研究提出纤维素酶改进的方案。