Научный журнал

Научное обозрение. Химические науки

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Зейфман А.А, Перепёлкин В.В, Новиков Ф.Н, Строганов О.В, Чилов Г.Г

Предложен новый подход к моделированию стереоселективности ферментативных реакций, основанный на применении метода возмущения свободной энергии в молекулярно-динамических расчётах. Для определения соотношения скоростей превращения энантиомеров рассчитывается разница между свободными энергиями комплексов белок-субстрат для разных энантиомеров, а также разница между свободными энергиями переходных состояний, на основании чего определяется итоговое различие в свободных энергиях активации реакций. Энергетическое различие хиральных состояний определяется, в свою очередь, путём постепенного перевода хирального атома каждого из энантиомеров в плоское ахиральное состояние, идентичное для обоих энантиомеров. Разработанный подход позволяет явным образом учитывать все атомы белка и лиганда, а также молекулы растворителя, и, путём усреднения по набору термодинамических состояний системы, приводит к истинному значению разницы свободной энергии активации реакции для двух энантиомеров субстрата. Проведённая валидация метода по известным экспериментальным данным показала его способность не только качественно, но и количественно предсказывать энантиоселективность гидролиза хирального субстрата пенициллинамидазы 2-фенил-N-(1-фенетил)ацетамида. В сочетании с существующими методами моделирования структур мутантных форм фермента предложенный метод расчёта стереоселективности позволит проводить направленный дизайн новых эффективных биокатализаторов.

Статья в формате PDF

226 KB

Библиографическая ссылка