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摘 要

本实验采用分子对接模拟的方法：利用Chem 3D、AutoDock、Chimera、PyMOL等软件，将5种不同的醇（R型，S型）作为酰基受体，通过配体准备、酶分子与配体的对接、结果分析作为研究手段。分子对接的结果验证了该反应中对5种不同的醇（R型，S型）的底物S型倾向性现象。通过构象分析发现，R型底物构象的两个链并不能很好的分布在酶的活性腔内，而S型底物则较好的分布在活性腔里，这可能是造成酶催化戊二酸酐优先选择S型底物的原因。同时定性的对脂肪酶Novozym 435催化3-(4-氟苯基)戊二酸酐去对称醇解时脂肪酶选择性进行预测，对相关工作的进行具有一定的理论指导作用。

关键词: 脂肪酶 分子对接技术 去对称醇解 3-氟苯基戊二酸酐

The research of the Molecular docking technology of Novozym 435 catalyzed desymmetrization of 3-FGA through enantioselective alcoholysis

Abstract

Molecular Docking Technology is the major means doing this research: Use the softwares of Chem 3D, Autodock, Chimera, PyMOL to build the 5 different alcohol (R and S) as the acceptor of the acyl and to prepare the ligands and the enzyme and finally to analyse the results. It verifies the phenomenon of the trend of the different alcohols (R and S) to S configuration. Through the conformation analysis,the 2 branches of R conformations have no good access to distribute among the active centre of the enzyme,while the S have good.It will be the cause why enzymatic catalyzed glutaric anhydride prefer to the S conformation. Meanwhile it can also predict the the activity, selectivity of Novozym 435 catalyzed desymmetrization of 3-FGA through enantioselective alcoholysis and be helpful to the related research and work.

Key Words: Lipase; Molecular docking technology; Enzymatic desymmetrization through enantioselective alcoholysis；3-(4-Fluorophenyl)glutaric anhydride

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1脂肪酶及其在内消旋酸酐去对称醇解中的应用简介 1

1.1.1脂肪酶概述 1

1.1.2脂肪酶在内消旋酸酐去对称醇解中的应用 1

1.1.3 3-(4-氟苯基)戊二酸酐（3-FGA）概述 2

1.2 分子对接及其在脂肪酶催化反应机制解析中的应用 3

1.2.1 分子对接技术 3

1.2.2 分子对接在脂肪酶催化反应机制解析中的应用 4

1.3 本课题组关于3-氟苯基戊二酸酐（3-FGA）研究基础 5

第二章 实验方法和计算流程 7

2.1软件简介 7

2.1.1 AutoDock 7

2.1.2 Chem3D 7

2.1.3 Chimera 7

2.1.4 PyMOL 7

2.2 材料与方法 8

2.2.1受体酶分子准备 9

2.2.2配体的准备 11

2.2.3立场修改 12

2.2.4输出GPF文件和AutoGrid计算 13

2.2.5输出DPF文件和AutoDock计算 15

第三章 数据分析与实验结论 18

3.1“dlg”文件与簇分析结合能图 18

3.1.1“dlg”文件 18

3.1.2簇分析结合能图 18

3.2氢键分析与筛选条件 22

3.2.1氢键分析 22

3.2.2筛选条件 22

3.2.3构象分析 22

3.3对接结果分析 24

3.4实验结论与展望 24

参考文献 25

致谢 26

第一章 文献综述

1.1脂肪酶及其在内消旋酸酐去对称醇解中的应用简介

1.1.1脂肪酶概述

脂肪酶(Lipase, EC 3.1.1.3)即三酰基甘油酰基水解酶，它能催化天然底物油脂(甘油三酯)水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶的来源十分广泛，许多动植物和微生物都能产生脂肪酶，而微生物脂肪酶因其种类多、来源广、生产周期短，便于工业化生产和获得高纯度酶制剂，因而得到了广泛的应用和研究。微生物脂肪酶是目前工业上应用最为广泛的生物催化剂，被广泛应用于乳制品工业、油脂加工、表面活性剂、食品添加剂、农药和医药中间体制备等^[1-3]。脂肪酶催化反应除具有高度的立体选择性和区域选择性、副反应少等特点外，还具有催化反应条件温和、对设备要求不高，可以保证产物的光学纯度和收率，特别适合于一般化学方法难以实现的多功能化合物的合成，能很好的避免多取代产物等副产物的产生^[4]。

本实验使用的脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶（Candida antarctica lipase B，CALB），它是一种重要的甘油酯水解酶，能催化醇解，酯化和转酯化等反应，具有高选择性、反应条件温和和广泛的底物谱的特性，已在有机合成、手性化合物拆分、制药及医药中间体领域得到广泛应用。其催化机理也已有用分子对接（docking）、分子动力学（molecular dynamics，MD）和分子力学（molecular mechanism，MM）等模拟方法加以阐述。

与其他丝氨酸蛋白酶相比，CALB具有由Ser105、Asp187和His224组成的催化三联体和由Thr40及Gln106组成的“氧负离子洞”。虽然在Ser105附近并没有常见的GXSXG保守序列，也没有阻止底物进入活性中心的“盖子域（lid区）”。但因其广泛的底物谱和较高的立体选择性已成为目前人们研究的热点。

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