酮还原酶在催化体系中失活机理研究开题报告

 2022-04-23 06:04

1. 研究目的与意义

研究背景:还原酶指催化底物进行加氢反应的酶。如硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、氢化酶和n5,n10-亚甲四氢叶酸还原酶(fad)等。蛋白质的功能与结构一直是科学研究的重点,用已知蛋白质来推测未知蛋白质的空间三维结构,以此来高效的预测未知蛋白质的结构与功能。

目前,蛋白质结构预测的主要方法包括同源模建、折叠识别和从头预测。依据相同或不同的原理,科研人员还开发出了许多自动化的蛋白质结构预测程序,并提供免费在线预测,有些软件还可以下载到本地机上使用。自动化结构预测软件的出现使大规模蛋白质结构预测成为可能。

同源建模法主要是通过同源序列的分析或者模式匹配去预测蛋白质的空间结构以及结构单元(如锌指结构、螺旋、转角、螺旋结构、结合区域等)。蛋白质包含了一个特定的结构,但不同的蛋白质序列通常会采用相同的折叠,也就是说包含相似序列的蛋白质倾向于折叠成为相似的空间结构。一对蛋白质,若它们的序列具有90%的等同部分甚至更多,就可以假设这两个蛋白质能折叠成相似的空间结构。一般来说目标序列与未知蛋白质的同源性达到70%以上,就能够得到比较合理的构象。这样说来,如果一个未知结构的蛋白质和一个已知结构的蛋白质具有一定的序列相似性,就可以根据相似性的原理给未知结构的蛋白质构造成一个相似的三维模型。

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2. 研究内容和预期目标

本文主要使用Swissmodel在线服务器进行蛋白质三维结构建模,得到建模模型后通过分子对接研究酮还原酶在催化体系中失活机理。主要内容包括:目标蛋白质模板的确定,相似蛋白质序列搜索,搜索到的蛋白质序列的性质,在线服务器swiss-model同源建模,所建模型对模式底物的作用机理研究。

以酮还原酶同源蛋白为目标蛋白(模板),通过相似序列搜索比对,构建出对应酮还原酶的三维结构,对模型进行评价﹑结构优化最终得到较理想的同源模型。

3. 研究的方法与步骤

第一步:选取工业中有重要应用的酮还原酶模板蛋白序列,在ncbi数据库中使用blast对其结构和功能进行了预测。

第二步:通过swiss-model软件进行同源建模,模拟出合理地酮还原酶三维结构,利用服务器“saves”其进行了评估,证明建模的结果是可靠的。

第三步:利用autodock软件对其与辅酶的结构进行对接,分析对接结果,证明其与辅酶的作用位点位于酶内部的空腔中,具有较高的真实性。

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4. 参考文献

[1]梁刚锋.蛋白质二级结构的建模与预测.国防科学技术大学研究生院.2005

[2][英]g.a.佩特斯科,[美]d.林格.蛋白质结构与功能入门[m].北京:科学出版社.2008

[3]王哲,黄高升.ncbi的数据库资源及其应用.生命科学[j].2002,14(1):59-62

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5. 计划与进度安排

2022.01 查阅文献,撰写开题报告和前言

2022.02-2022.03模板蛋白搜索,模板蛋白质的理化分析

2022.03-2022.04蛋白质同源建模,蛋白质结构评估,分子对接

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