以FBPase和SBPase為靶標(biāo)的抑制劑設(shè)計(jì)和理論研究.pdf

1、光合作用是綠色植物特有的生理生化過(guò)程，也一直是除草劑研究中的熱點(diǎn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)、高通量虛擬篩選、酶學(xué)測(cè)試等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，大大降低了新農(nóng)藥研究開發(fā)的成本并縮短了開發(fā)的周期，在目前的新農(nóng)藥研發(fā)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。果糖-1，6-二磷酸酶（FBPase）和景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶（SBPase）是綠色植物光合作用暗反應(yīng)中兩個(gè)非常重要的同源蛋白酶。在暗反應(yīng)過(guò)程中，F(xiàn)BPase和SBPase含量與其它酶相比要少很多，但是

2、少量降低轉(zhuǎn)基因植物中兩者的活性卻能夠削弱暗反應(yīng)循環(huán)，并導(dǎo)致植物光合作用能力的降低。另外，SBPase是高等綠色植物所特有的一種酶，因此SBPase是一個(gè)良好的潛在的抑制劑靶標(biāo)。本文綜合運(yùn)用許多現(xiàn)代分子模擬方法對(duì)綠色植物光合作用暗反應(yīng)系統(tǒng)中這兩個(gè)重要的同源的催化水解酶（果糖-1，6-二磷酸酶（FBPase）和景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶（SBPase））進(jìn)行了理論研究和抑制劑的合理設(shè)計(jì)。 藍(lán)藻結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，其基因序列也已全部已知，

3、而且在藍(lán)藻中不含有SBPase。雖然藍(lán)藻中只含有FBPase，但是FBPase是一個(gè)雙功能酶，能同時(shí)催化FBPase和SBPase的底物。因此可以單獨(dú)針對(duì)FBPase活性空腔的研究，從而了解FBPase與SBPase的活性空腔的結(jié)構(gòu)。我們首先采用同源模建的方法構(gòu)建了藍(lán)藻的FBPase的三維晶體結(jié)構(gòu)，運(yùn)用分子力場(chǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化?；趦?yōu)化后的構(gòu)型進(jìn)行虛擬篩選，通過(guò)抑制劑與活性空腔的分子對(duì)接，選擇了30個(gè)打分高的化合物進(jìn)行酶水平的活性測(cè)試。4個(gè)

4、高活性的先導(dǎo)化合物將會(huì)進(jìn)行下一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計(jì)。 SBPase是高等植物所特有的一種酶，在植物體內(nèi)含量很低，但是單一調(diào)控該酶卻對(duì)暗反應(yīng)有著很強(qiáng)的影響。因此，SBPase是一個(gè)良好的潛在除草劑靶酶。SBPase與FBPase活性空腔比較保守，但目前還沒(méi)有針對(duì)SBPase晶體結(jié)構(gòu)的報(bào)道?；趯?duì)FBPase的活性空腔的了解，同源模建了擬南芥的SBPase的結(jié)構(gòu)，并采用同樣方法進(jìn)行虛擬篩選，同樣選擇了25個(gè)打分高的化合物進(jìn)行酶水平的