碳納米管固定Lip2脂肪酶的分子動力學研究.pdf

1、Lip2脂肪酶具有較好的對映體選擇性，實驗中將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溶劑正庚烷中作為催化劑對(r，s)-1-苯基乙醇進行手性拆分，結果發(fā)現(xiàn)固定化酶的催化效率遠遠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，本文主要進行了以下研究:
　　 (1)根據(jù)實驗條件，對Lip2脂肪酶進行了補全殘基、質子化狀態(tài)確定等預處理。通過共價鍵連接脂肪酶表面賴氨酸(LYS

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

3、程度要大?！吧w子”的打開程度能夠影響底物到達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、相關性分析、殘基間的最小距離分析以及鹽橋氫鍵等幾個方面進行探究，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