分会

第二十四分会：化学中的量子与经典动力学

摘要

萜类化合物是数目最为众多的一类天然产物分子，因其具有丰富的骨架多样性和广泛的生物活性，是药物分子的重要来源之一。探究大自然如何通过调控酶催化衍生出骨架如此丰富的萜类分子，对于丰富活性萜类天然产物分子来源具有重要意义。萜类环化酶是萜类天然产物生物合成中最关键的一类酶，其重要特点是许多酶具有催化杂泛性，即指酶能够催化不同的化学反应过程，历经不同过渡态生成不同的中间体或产物。催化杂泛性酶在蛋白工程界也引起了关注，有望应用于增强天然催化活性或获得新的催化功能。 我们借助QM(DFT)/MM MD多尺度模拟方法对典型萜类环化酶进行了研究。首先通过对比研究倍半萜环化酶（FPPC）中具有催化杂泛性的TEAS和催化专一性的ATAS，解析了二者详细的酶催化反应机制，深入探究了酶催化过程中的各类调控因素，总结归纳了与萜类环化酶催化杂泛性/专一性密切相关的三大关键调控因素：底物折叠，中间体柔性和关键残基。此外，对以活性骨架前体为主产物的鸢尾科植物三萜环化酶ItOSCs进行了研究，发现其具有特殊的非保守性“Y-LL”催化区域。深入挖掘了特殊的“Y-LL”催化三联体的关键调控作用，并理论结合实验验证，证明了该可塑性位点可以实现酶活性改造。初步的酶重设计探索已经获得了具有新催化活性的突变体酶，有待进一步优化和改造。这些研究工作丰富了关于萜类生源机制的传统认知，而且对基于生物合成来丰富活性萜类天然产物分子为目的的萜类酶理性设计有重要参考价值。

关键词

萜类环化酶;酶催化机制;量子力学/分子力学组合方法（QM/MM）

线上墙报仅限年会已缴费参会代表观看。

您还没有登录，请您先 点击这里登录