蛋白质3D建模酶与底物分子模拟对接autodock.doc

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1、蛋白质3D建模-酶与底物分子模拟对接-autodock————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：大连理工大学本科生毕业设计（论文）萘双加氧酶与多环芳烃相互作用分子模拟Molecularsimulationoftheinteractionofnaphthalenedioxygenaseandpolycylicaromatichydrocarbons学院（系）：生命科学与技术学院专业：生物工程学生姓名：钟军学号：200841060指导教师：徐丽评阅教师：完成日

2、期：2012.06.01大连理工大学DalianUniversityofTechnology摘要多环芳烃（polycylicaromatichydrocarbons，PAHs）是一类典型的芳香烃类有机污染物，其种类繁多，常见的共有16种。近年来多环芳烃的污染已经引起人们的高度重视，随着对PAHs微生物降解研究的深入，已经发现大量在耗氧条件下对四环以下PAHs有降解能力的细菌，但微生物对五环及五环以上PAHs的降解能力较低，为了提高菌群的PAHs底物范围，对其降解途径中的关键酶进行分子改造具有非常重要的意义。萘双加氧酶（Naphthalenedioxyg

3、enase，NDO）是多环芳烃降解途径中的关键酶，。本论文通过计算机模拟的方式研究不同来源的萘双加氧酶与多环芳烃的相互作用规律，考察影响其活性中心口袋大小的关键氨基酸，为使用定点突变等基因工程技术提高萘双加氧酶的降解效率提供参考。本实验从数据库下载了9种来源不同的萘双加氧酶的α亚基氨基酸序列，采用3种方式进行同源建模，经过3种方法对模型进行评价，选取质量最好的一组模型与16个PAHs分子进行对接。通过比较这些不同菌种来源的NDO与PAHs的对接结果，寻找影响其相互作用的关键氨基酸。实验结论如下：通过同源模建及模型评价，发现工具Phyre2获得的模型质量

4、相对较好；使用AutodockTools（ADT）将模型与PAHs进行对接后获得了不同来源NDO与PAHs相互作用的特征曲线，PAHs环数的多少会显著影响NDO与PAHs的结合能力；通过对对接结果的统计，发现来自Rhodococcussp.的萘双加氧酶（Q9X3R9）和PAHs的结合能最低，结合能力最强。通过统计9种不同来源的NDO活性中心18个氨基酸的突变情况和偏移量发现，相对于实验室的JM-2序列，比较保守的氨基酸包括N205、F206、D209、H212、H217、G255、V264、D368、G208。而这些不同来源的BDO活性中心氨基酸组成差

5、异主要发生于V213、L257、H301、N303、T316、L364、A412七个位置，其变异性较强，结构位置不稳定，对七个氨基酸进行改造，增大NDO的活性口袋，能增强酶对高环PAHs的结合能力，为NDO的分子改造提供参考。。关键词：萘双加氧酶；同源建模；分子对接；活性中心；蛋白设计MolecularsimulationoftheinteractionofnaphthalenedioxygenaseandpolycylicaromatichydrocarbonsAbstractPolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)a

6、reaclassoftypicalaromatichydrocarbonsorganicpollutantswhichinclude16commoncongeners.Inrecentyears，pollutionduetoPAHshasarousedgreatattention,astheresearchofbiologicaldegradationofPAHspresently,lotsofmicrobestrainshavebeenfoundwithdifferentabilitiesofdegradingPAHs.Naphthalenediox

7、ygenase(NDO)isakeyenzymeinbiologicallydegradingofPAHs.Itcanoxygenateabenzeneringofpolycyclicaromatichydrocarbons,andthenmetabolizesPAHswiththesynergisticeffectofotherenzyme.Inthispaper,wemainlyresearchmolecularsimulationoftheinteractionofnaphthalenedioxygenaseandpolycylicaromati

8、chydrocarbons.Weexpecttounderstandthekeyanimoac