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1、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互相作用分子模拟Moeular smulation of the inteaction of naphhalee dixygnasan poyci aromatic hydrocons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: 160 指 导教师: 徐丽 评 阅教师： 完成 日期: .06.0 大连理工大学Dain Univrsity of Tehology摘要多环芳烃（polylic arati ydocarbon,As）是一类典型的芳香烃类有机污染物,其种类繁多,常用的共有16种。近年来多环芳烃
2、的污染已经引起人们的高度注重，随着对PAHs微生物降解研究的进一步,已经发现大量在耗氧条件下对四环如下PH有降解能力的细菌，但微生物对五环及五环以上AHs的降解能力较低,为了提高菌群的AHs底物范畴，对其降解途径中的核心酶进行分子改造具有非常重要的意义。萘双加氧酶（Naphthaee dioyge，NDO）是多环芳烃降解途径中的核心酶,。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互相作用规律，考察影响其活性中心口袋大小的核心氨基酸，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照。本实验从数据库下载了9种来源不同的萘双加氧酶的 亚基氨基酸序列,采用3种方式进行同
3、源建模，通过3种措施对模型进行评价，选用质量最佳的一组模型与1个PAs分子进行对接。通过比较这些不同菌种来源的NDO与PAHs的对接成果，寻找影响其互相作用的核心氨基酸。实验结论如下:通过同源模建及模型评价，发现工具Pyre获得的模型质量相对较好;使用Auodoc Tols（AT)将模型与H进行对接后获得了不同来源NDO与PAH互相作用的特性曲线,AHs环数的多少会明显影响NO与PAH的结合能力；通过对对接成果的记录,发现来自odoocu sp.的萘双加氧酶（Q93R9)和AH的结合能最低，结合能力最强。通过记录种不同来源的O活性中心8个氨基酸的突变状况和偏移量发现，相对于实验室的M-序列，比
4、较保守的氨基酸涉及N205、206、D209、H212、217、G55、24、D8、G28。而这些不同来源的BD活性中心氨基酸构成差别重要发生于V21、L25、H301、N303、316、L364、41七个位置，其变异性较强，构造位置不稳定，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PAH的结合能力,为ND的分子改造提供参照。核心词：萘双加氧酶；同源建模;分子对接;活性中心；蛋白设计Molecuar smtonofh intracionof naphthlen oxygnase n polycylic armtic hrcarbosAbstractPolycycic oat y
5、rocabons (PAs） are a assoftypical aromtc hydrocrnoganic pollutns whihinclude 16oon coneners. I rece yes，pto due o PAH has roused at ttntio， as tereseachof biooca deradation ofPHs presenly,los oficrob strains ha benfound wihdifeent abilitie o derdn AHs.phthalenedxygenase (DO)is ey enzymei biologicll
6、degdin of PHs. It cn oygenat a bezee rin ofpocyclaromai hyrocarbon,ad th eabolizes PHs with syneisticfet fohr enzyme. In is paper, w ainly reearchmolecuar simulation of theiterion o nahalene doxygenase and poycyiaroati hydrocarbons. Weexct to ndersad the ke aoacids nth civepket. hich canerve as a re
7、frenceto improv thedegaation fiincyof DO usng Ste-direct utgesis orohe nenginin ehnology nth future. Rsult:in his priment, we firtdonlad manyamin acdqeeso -subunt ahthalee oxnase dived from dieretsrans andotain 3D moels b homolog moding,tn cs he bt modelthrougdifrn mdel assesing meh d ranleculr dokn
8、gwih 1Ascongees. Conclusin：Thohomologyoelin an mode ssessing, the qualtyomodel cated by hye are fud btter; Accoring tthedokig eut f modl witAH usn Autodck Tools(ADT), e rw the characeristicurv interaction betwes and NDO h derived fom difeent strins,anit eeals thenumbes of he bezene n obsevly efet n
9、he ombination； By the stisticof the doig rets fintat th NDO(QX3R9)which fromRhooccus sp. hast minum bnd ergy ad strogstaffiy. ma bservabyft n the comination; We algn the 9odels f D deried fom different stains to te tepate 2MQ_ an measurthe shf disace o th 8 resdus ine tve si,th conseae in acd205, 0,
10、 D29,H21， H217， G55, 26, D68， G0, eir cnfrations re conserd. Howeer,opad to th NDO wch fo our a J-2,he aidffrec f DO dvdrom diferensins focus n seve sites 213、257、H31、N03、36、364、A12 int at sit. If te ative potbecamebige er themtagenesis e ven stes,the sbsrat-bding ailiy of the eyme ouldtendo iproe F
11、inally,some mutageneis acrdnt thctive centeainidsanged of m6(Q9R9) ae mdein orde to enncetheatlyticablit heab nphhaleediygene(JM2)Kerd： Naphtene igease; hmolgy odelin; ;acve sit; mutatio目录摘要bstractI1.文献综述2.1微生物降解多环芳烃的研究现状21.1 多环芳烃的理化性质12 PAHs降解菌株的来源311.3重要的萘双加氧酶的种类31.1萘双加氧酶对PAs降解状况6.2同源建模发展状况12.同源建模
12、的意义6.22同源建模的概念8.3同源建模的一般流程81.3 蛋白质和蛋白质构造数据库91.3.1蛋白质构造数据库91.3.2蛋白质数据库1014序列比对11.4. 序列对比的意义111.2原理和措施114 算法和工具21.5 分子对接3151历史背景131.5.原理和措施13.5.3 对接工具1.萘双加氧酶的序列比对52.实验材料和措施12.2实验成果与讨论152. 小结13. 萘双加氧酶的同源建模173.建模工具1732 实验成果与讨论732.1萘双加氧酶模板筛选173.2萘双加氧酶的同源建模193.2.模型评价193. 小结204.萘双加氧酶与H的分子对接24.1实验准备24.1.分子对接工具准备2.1.2 PAH分子构建与优化14.1.初始模型的修饰2142预对接243优化后对接224.数据整顿与分析24.4.1 预对接成果44.2 优化后对接成果2644. 优化前后的实验成果对比2845 小结9蛋白设计51质心和到F距离分析2氨基
