理論研究烯酰輔酶A水合酶和阿魏酸脫羧酶的催化反應機理.pdf

1、本文采用了量子化學中密度泛函B3LYP方法，分別對烯酰輔酶A水合酶的水合反應機理和阿魏酸脫羧酶的非氧化脫羧機理進行了研究，詳細地討論了各自的反應路徑。提出的反應機理為實驗工作者了解烯酰輔酶A水合酶和阿魏酸脫羧酶的反應機制提供了理論依據(jù)。全文包含兩大部分:
　　 1.理論研究烯酰輔酶A水合酶催化底物的水合反應及其抑制劑的主要存在形式
　　 根據(jù)烯酰輔酶A水合酶的晶體結構，我們構造了此酶的活性中心，基于此活性中心我們運用密度

2、泛函理論來研究水合反應的機理。這個活性中心由Glu164，Glu144，Gly141和Ala98這四個第一層氨基酸和底物，以及Gln162，Ala173，Gly172和Gly175這四個第二層的氨基酸組成。通過計算，我們詳細地闡述了在發(fā)生水合反應時的機理，同時闡明了主要的氨基酸在反應中的作用。計算表明無論是在氣相中還是在溶劑中，反應的決速步驟都是水分子的氫氧化物轉移到底物的雙鍵上的過程，此步驟的活化能為23.4kcal/mol。另外，我

3、們也構建了帶有抑制劑的活性中心，烯酰輔酶A水合酶抑制劑在抑制酶催化過程中其結構發(fā)生酮-烯醇變化，使其抑制效果更好。目前的研究結果對于了解這類酶的水合反應及其抑制過程具有很好的指導意義。
　　 2.阿魏酸脫羧酶非氧化脫羧作用的研究
　　 在一些微生物體內，阿魏酸脫羧酶能通過非氧化脫羧作用將阿魏酸轉化成4-乙烯基愈創(chuàng)木酚，然而到目前為止其詳細的催化機理還不確定。根據(jù)阿魏酸脫羧酶晶體結構和實驗結果，本文建立了兩種可能的活性中心

4、模型，并采用密度泛函理論研究了阿魏酸脫羧酶非氧化脫羧的催化機理。這兩個活性中心模型由水分子和底物阿魏酸，還有Tyr21，Asn23，Tyr27，Glu134這四個氨基酸組成。通過計算，我們詳細地闡述了發(fā)生反應時的各種機理，同時闡明了這四個氨基酸在反應中所起的作用?；谟嬎憬Y果，我們提出了一個新的機理。首先，阿魏酸的羥基氫經過一個水分子被Glu134奪取，然后阿魏酸的雙鍵和另一個水分子發(fā)生加成反應，最終在Tyr27作用下通過脫羧反應獲得產