四種有機(jī)農(nóng)藥生物降解機(jī)制的分子模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)農(nóng)藥的大量使用給環(huán)境帶來(lái)了很多負(fù)面影響。有機(jī)氯農(nóng)藥普遍都是高毒、高殘留、持久性的化學(xué)物質(zhì)，能干擾人和動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)。有機(jī)磷農(nóng)藥的長(zhǎng)期使用也會(huì)造成一系列環(huán)境問(wèn)題，例如破壞生態(tài)系統(tǒng)、污染大氣、水體、土壤等。微生物降解酶技術(shù)是消除這些殘留農(nóng)藥的重要手段。本文根據(jù)生物信息學(xué)原理，運(yùn)用分子對(duì)接方法研究了環(huán)境中四種有機(jī)污染農(nóng)藥和它們相應(yīng)降解酶的微觀降解機(jī)制，為定向誘變等提高降解酶活性的分子生物學(xué)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

2、>　　本文首先應(yīng)用分子對(duì)接軟件Molegro Virtual Docker(MVD)研究了四種農(nóng)藥與其相應(yīng)降解酶的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，根據(jù)打分函數(shù)和二次打分函數(shù)得到它們復(fù)合物結(jié)構(gòu)的理論模型。然后應(yīng)用LPC/CSU server和LigPlot軟件研究所得最佳構(gòu)象的相互作用情況，結(jié)果如下：
　　(1)滴滴涕與漆酶復(fù)合物最佳構(gòu)象的打分函數(shù)為-103.134，二次打分函數(shù)為-72.858；滴滴涕與漆酶之間以疏水作用數(shù)量最多，漆酶的Tyr224在

3、催化過(guò)程中起到了重要作用。
　　(2)毒死蜱與有機(jī)磷水解酶復(fù)合物最佳構(gòu)象的打分函數(shù)為-111.626，二次打分函數(shù)為-80.261；毒死蜱與有機(jī)磷水解酶以氫鍵和疏水作用數(shù)量最多。根據(jù)兩種有機(jī)磷水解酶1QW7和1DPM(1QW7是1DPM的H254R突變體)降解毒死蜱的比較分析結(jié)果，得出1QW7降解毒死蜱的能力比1DPM強(qiáng)，分析原因可能是因?yàn)?DPM的His254與毒死蜱不產(chǎn)生氫鍵作用，而1QW7的Arg254與毒死蜱形成了3種作用

4、能力比較強(qiáng)的氫鍵，說(shuō)明有機(jī)磷水解酶的Arg254在催化過(guò)程中起到了重要作用。
　　(3)阿特拉津與阿特拉津氯水解酶復(fù)合物最佳構(gòu)象的打分函數(shù)為-92.942，二次打分函數(shù)為-80.812；阿特拉津與阿特拉津氯水解酶之間的作用方式以氫鍵和疏水作用為主。根據(jù)兩種阿特拉津氯水解酶3LS9和3LSB(3LSB是3LS9的E241Q突變體)降解阿特拉津的比較分析結(jié)果，得出3LS9的降解效率比3LSB高，分析原因可能是因?yàn)镚lu241為阿特拉津

5、的N原子提供質(zhì)子，以便毗鄰的C原子順利進(jìn)行親核置換反應(yīng)，使得降解速率有了很大提高。
　　(4)六六六與脫氯水解酶復(fù)合物最佳構(gòu)象的打分函數(shù)為-68.794，二次打分函數(shù)為-45.695：六六六與脫氯化氫酶之間以疏水作用數(shù)量最多，同時(shí)證實(shí)了由Asp25(D25)和His73(H73)組成的保守氨基酸催化對(duì)H73-D25在降解過(guò)程中起到了重要作用，因?yàn)槊撀然瘹涿干现挥薪M氨酸His73有能力捕捉六六六上的質(zhì)子，其他氨基酸殘基都沒(méi)有這個(gè)能力