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CYP121酶利用H_(2)O_(2)作为氧供体催化底物氧化反应机制
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作者 岳建晴 刘夫锋 +1 位作者 苏浩 盛翔 《应用与环境生物学报》 北大核心 2025年第7期1013-1025,共13页
CYP121酶是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)中的一种P450酶,可利用简单的氧供体H_(2)O_(2)催化其天然底物环酪氨酸(cYY)分子内C—C偶联反应以及催化底物甲氧基化产物(cYF-OMe)的去甲基化反应生成cYY.目前,关于CYP121酶如何催... CYP121酶是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)中的一种P450酶,可利用简单的氧供体H_(2)O_(2)催化其天然底物环酪氨酸(cYY)分子内C—C偶联反应以及催化底物甲氧基化产物(cYF-OMe)的去甲基化反应生成cYY.目前,关于CYP121酶如何催化H_(2)O_(2)活化反应以及底物氧化反应的活性物种是CpdⅠ还是Cpd 0等问题尚存在争议.通过分子动力学(MD)模拟和量子力学/分子力学(QM/MM)计算阐明不同底物在活性位点的结合对CYP121酶催化H_(2)O_(2)活化机制的影响,并探究蛋白环境对反应中涉及的Cpd 0中间体不同电子结构稳定性差异的影响.计算结果表明,不同的底物在活性位点的结合会在H_(2)O_(2)周围形成不同的氢键网络,从而影响CYP121酶中H_(2)O_(2)向CpdⅠ的转化.此外还对先前研究提出的Cpd 0可作为催化cYY底物氧化活化过程活性物种的假设进行了验证.计算发现Cpd 0催化的cYY氧化活化过程对应的活化能垒高于30 kcal/mol,而CpdⅠ催化的cYY氧化反应计算的能垒仅为1.6 kcal/mol,因此计算结果支持CpdⅠ作为CYP121酶氧化cYY的活性物种.通过对比在均一隐式溶剂模型和酶环境中的Cpd 0物种不同自旋多重度的稳定性发现,CYP121酶环境对Cpd 0六重态的稳定作用大于对其二重态的稳定作用.本研究发现不同的底物影响CpdⅠ的形成,CpdⅠ为CYP121酶氧化cYY的活性物种;结果加深了对P450酶催化H_(2)O_(2)活化机制的理解,为利用H_(2)O_(2)作为氧供体的人工酶设计奠定了理论基础. 展开更多
关键词 P450酶 cyp121酶 催化反应机制 CpdⅠ形成机制 Cpd 0 H_(2)O_(2)活化
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2
《应用与环境生物学报》 北大核心 2025年第7期F0004-F0004,共1页
CYP121酶是结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)中的一种P450酶,该酶能够利用H_(2)O_(2)作为氧供体催化底物氧化反应。封面图展示了这一化学反应过程。然而,该过程中关于CYP121酶对H_(2)O_(2)分子的活化机制,以及催化反应活性物种... CYP121酶是结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)中的一种P450酶,该酶能够利用H_(2)O_(2)作为氧供体催化底物氧化反应。封面图展示了这一化学反应过程。然而,该过程中关于CYP121酶对H_(2)O_(2)分子的活化机制,以及催化反应活性物种是否为Cpd等问题还存在争议。 展开更多
关键词 P450酶 结核分枝杆菌 cyp121酶 催化反应
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