QM/MM自由能模拟3-吲哚乙酸甲基转移(IAMT):催化机理和底物特异性(英文)

作     者：YAO Jian-zhuang MINTA Chaiprasongsuk ZHAO Nan CHEN Feng GUO Hong 

作者机构：Department of Biochemistry and Cellular and Molecular Biology University of Tennessee Department of Plant SciencesUniversity of Tennessee 

出 版 物：《分子科学学报》 (Journal of Molecular Science)

年 卷 期：2013年第29卷第6期

页      面：515-522页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：supported by the National Science Foundation(Grant number:0817940to HG) the DOE Office of Biological and Environmental Research-Genome to Life Program through the BioEnergy Science Center(BESC)(to FC) the Sun Grant Initiative(to FC) the computer resources(Newton)from University of Tennessee Knoxville the NSF TeraGrid resources provided by the University of Texas at Austin 

主　　题：3-吲哚乙酸甲基 催化机理 底物特异性 QM MM 

摘      要：3-吲哚乙酸甲基转移(IAMT)催化甲基化植物激素3-吲哚乙酸(IAA)的端位自由羧酸,被认为在叶片发育过程中起到了至关重要的作用.然而,目前对于酶催化机理的详尽过程尚未被研究。在这里本文对拟南芥的甲基转移过程(AtIAMT1)进行结合量子力学和分子力学(QM/MM)的自由能模拟,并确定了其催化机制及IAMTs的底物特异性根源.研究表明,从S腺苷L甲硫氨酸(AdoMet)到3-吲哚乙酸盐(IAA)的甲基转移自由能垒要比从AdoMet到水杨酸盐的自由能垒低很多,这与之前的实验发现以及酶的底物特异性完全一致.这表明,与水杨酸相比,IAA相对高效性的甲基化是由于一部分过渡态构型的稳定性可能通过底物结合反映在反应物里,本文研究支持了之前关于计算模拟可对SABATH系列中酶的底物特异性根源进行深入理解的设想,并且可用来帮助生成可控的并具其他底物特异性的酶的实验研究.