腈和苯酚與相關(guān)降解酶之間的分子對接研究.pdf

1、針對工業(yè)廢水中的主要成分腈類和酚類對環(huán)境污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)象，本課題用分子對接的方法研究了這兩類有毒污染物在生物降解過程中與相關(guān)降解酶之間的結(jié)合模式和相互作用，同時通過表面活性劑Triton X-100對漆酶處理苯酚的影響實驗來驗證對接理論。
　　腈在各種工業(yè)過程中的連續(xù)排放已經(jīng)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。腈類化合物的微生物轉(zhuǎn)化包括水解、氧化和還原。腈水解成相應(yīng)的酰胺和羧酸在有機合成中應(yīng)用最廣。傳統(tǒng)的化學(xué)水解成本高，需要消耗大量的強酸堿，有

2、副產(chǎn)物，且對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。微生物轉(zhuǎn)化所需的溫度和pH條件溫和，化學(xué)、區(qū)域和立體選擇性高，產(chǎn)物不需要多步純化，這種高效節(jié)能的水解方法對環(huán)境友好，是傳統(tǒng)化學(xué)合成方法難以達到的。微生物通過用腈降解酶與腈直接作用有不同的腈降解途徑，但是這些相互作用大部分都未知而且難于用實驗判斷，但對解釋腈的新陳代謝和設(shè)計腈轉(zhuǎn)化率高的腈降解酶有重要作用。本課題進行了分子模擬研究腈降解為酸的雙酶法中酶和底物的結(jié)合方式。對接結(jié)果顯示，Rhodococcus er

3、ythropolis AJ270(ReNHase)和 Pseudonocardia thermophila JCM3095(PtNHase)中的腈水合酶、 Rhodococcus sp.N-771(RhAmidase)中的酰胺酶最適的底物分別是氰苯、3-氰基吡啶、L-蛋氨酰胺。進一步分析了這些最佳構(gòu)象與對應(yīng)的酶之間的相互作用剖面圖，結(jié)果表明酶的結(jié)合口袋中特定的殘基與底物間形成不同的作用方式。污染物處理過程中，結(jié)合圖和相互作用剖面圖的這一

4、信息在設(shè)計對腈和酰胺類有更好的氧化活性的腈降解酶突變體時有重要作用。
　　據(jù)報道，表面活性劑的存在能減少酶與氧化聚合產(chǎn)物之間的相互作用，從而保護酶使其不至于失活。另外，酶與表面活性劑之間的相互作用可引起酶的構(gòu)象或者活性位點的改變，從而影響酶的活性和穩(wěn)定性。然而，就目前所知，酶與表面活性劑之間的作用機理尚缺少研究。分子對接是一種能預(yù)測蛋白質(zhì)和配體之間相互作用的方法。在本研究中，非離子表面活性劑Triton X-100將作為添加劑來研

5、究其對苯酚去除的影響。
　　本課題研究了Triton X-100對漆酶氧化去除水溶液中苯酚的作用。分子對接結(jié)果顯示苯酚在被氧化前與漆酶間形成了氫鍵和疏水作用。Triton X-100在濃度從31到930μM間能提高苯酚去除率。本研究論證了苯酚去除效果的改善可能歸結(jié)于Triton X-100所引起的漆酶活性的增強。分子對接結(jié)果還顯示出Triton X-100與漆酶間形成了疏水作用，這也許是漆酶活性增強的原因之一。結(jié)果表明Triton