基于虚拟筛选和分子动力学模拟发现新型ProX配体

作     者：许文静 孙蓉 周贤轩 

作者机构：合肥工业大学食品与生物工程学院 

出 版 物：《食品与发酵工业》 (Food and Fermentation Industries)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31670120) 

主　　题：ProX d-荞麦碱 渗透调控 虚拟筛选 分子动力学模拟 

摘      要：大肠杆菌的ProX蛋白能够结合甘氨酸甜菜碱，协助细胞抵抗外界环境的渗透胁迫。为了解大肠杆菌的渗透调控机制，开发新的天然细菌渗透调节剂，该实验将寻找能与ProX结构域结合的潜在配体。研究将采用高通量虚拟筛选和分子对接技术在MedChemExpress的天然化合物库中筛选出潜在配体化合物，并通过分子力学-广义波恩表面积计算和100 ns分子动力学模拟验证可信度。结果显示，d-荞麦碱通过氢键和疏水相互作用与ProX活性位点的关键残基（如GLY141、GLU20、ILE17、TRP140、TRP188和TYR186）之间存在强烈的相互作用，且d-荞麦碱-ProX复合物的柔性对接得分（-12.266 kcal/mol)和吉布斯结合自由能（-40.05 kcal/mol）均优于甘氨酸甜菜碱-ProX复合物的柔性对接得分（-12.194 kcal/mol)和吉布斯结合自由能（-35.31 kcal/mol)。研究结果表明，d-荞麦碱与ProX蛋白结构域形成的复合物具有极高稳定性，具有作为新型渗透调节剂的潜力，这项研究为新型渗透调节抑制剂或相容性溶质的设计和研发提供了新的思路和方法。