巧克力微杆菌酯酶（EstSIT01）分子对接及虚拟定位突变点的研究(2)

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3.1分子对接结果 12

3.2虚拟位点突变 14

3.3虚拟位点突变结果分析 14

4结论 15

致谢 17

参考文献 18

1 前言

1.1开题依据

由于环境友好性和高效性，生物催化现已成为一种非常重要的制备手性化合物的方法，也是过程化学的重要的手段之一。酯酶因其良好的稳定性和优秀的选择性，在生产手性化合物时被广泛研究和使用。在之前的工作中，巧克力微杆菌酯酶（EstSIT01）被筛选出来用于选择性水解生物素二甲酯为生物素单甲酯，并完成了在大肠杆菌中的可溶性表达；但是对酯酶EstSIT01高选择性尚存在分子理论方面的空缺。本文研究的重点是通过分子对接论证酯酶EstSIT01的高选择性，并通过虚拟位点突变的手段为酯酶EstSIT01的改造提供理论依据。

1.2 生物催化

生物催化是指利用生物有机体（如细胞、细胞器、组织等）或是生物体产生的酶作为催化剂催化化学转化的过程，这种反应的过程也可叫做生物转化。生物催化同无机催化剂相比，具有（1）高效性，生物催化剂的催化效率远远高于无机催化剂，可达百万倍；（2）作用条件温和，反应通常在室温和常压下进行，减少了能耗；（3）专一性，具有独特、高效的底物选择性(化学选择性、区域选择性和立体选择性）1 。基于绿色化学准则，生物催化成为当前国际公认的最绿色的化学转化技术之一。将生物催化应用于大规模工业生产，原材料的消耗和污染物排放将会大量减少，不但缓解环境问题，成本也会降低，产生显著的经济效益。因此，生物催化是绿色化学与绿色化工发展的重要趋势之一。

利用反应条件温和催化效率高和专一性强的优点，生物催化方法可适用于食品医药等的合成制备。生物催化反应具有特异性，生物体能选择性识别特异分子，从而进行反应。因此，在合成手性化合物的时候可采用特异的生物催化方法。手性在自然界中是十分普遍的现象，同一化合物的两个对映异构体之间不仅有些理化性质和光学性质不同，而且可能具有不同的甚至相反的生物活性。获取手性化合物的方法包括化学法、物理化学法、生物法等。由于具有环境友好及高效性的特点，生物催化现已成为一种非常重要的制备手性化合物的方法2-5。这种手性化合物的合成方法也可叫作不对称合成6。

1.3 酯酶

1.3.1 酯酶简介

酯酶是一类能够催化酯键的水解或是合成的酶的总称，水解时可以催化酯键产生甘油和脂肪酸；合成时，可以把酸的羧基与醇的羟基脱水缩合，生成酯类及其他香物质。近些年来，由于其具有良好的稳定性和优秀的选择性，酯酶在生产手性化合物的时候被广泛研究和使用7-11。酯酶（EC 3.1.1.1）和脂肪酶（EC 3.1.1.3）通常被称为脂肪族酶类，它们分别催化水解不同链长的酯类，前者倾向于短链酯类，而后者对长链脂类也有活力12。

酯酶是一种广泛存在于微生物和动植物体内的水解酶类，广义的酯酶包括羧酸酯酶、硫酯酶和磷酯酶等。许多酯酶通常拥有α/β水解酶折叠结构：八个位于结构中心的β折叠由周围的α螺旋连接，传统的催化三联体（丝氨酸-组氨酸-天冬氨酸/谷氨酸）被疏水性口袋包围13。动植物体内的酯酶获取相对困难，而且其生产成本高并且价格昂贵，无法在工业生产中大规模应用，所以工业上所应用的酯酶一般来源于微生物，如假丝酵母，假单胞菌和黑曲霉类等14。