几类重要酶的结构与催化反应机理的理论研究

酶的三维结构及其催化反应机理研究是目前理论化学的前沿研究领域之一。本项目拟综合利用分子力学、分子动力学及量子化学计算方法，对几类重要酶，如P450变体酶、枯草杆菌蛋白酶变体酶等的三维结构及催化反应机理进行理论研究。通过同源模建和分子力学优化及分子动力学模拟，结合相关实验数据，得到可靠的酶的三维结构。对三维结构表面性质进行分析，确定酶的活性位点的构型和氨基酸组成，并进行底物分子与底酶的对接。根据底物分子与活性位点中氨基酸的互相作用能指认出活性位点中起重要催化作用的氨基酸。在此基础上，建立理论化学计算模型，通过量子化学计算并与相关的酶催化活性实验相结合，探索酶催化反应机理，总结变体酶结构与催化活性之间的变化规律，为深入了解变体酶的结构与生物功能的关系，寻求具有特定生物功能的新变体酶提供可靠的理论依据。