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题名基于分子动力学模拟研究温度对乳酸脱氢酶活性的影响
被引量：3
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作者
曹锟
王若男
方雅莉
石植真
熊兴东
刘新光
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机构
广东医科大学
广东医科大学科研平台服务管理中心
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出处
《食品工业科技》
CAS
北大核心
2022年第1期134-140,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目(81971329)
国家自然科学基金青年项目(82002104)
+4 种基金
广东省基础与应用基础研究基金项目区域联合基金-青年基金项目(2019A1515110659)
广东省医学科学技术研究基金项目(A2020381)
广东医科大学博士学位人员科研启动基金(B2019018)
广东医科大学科研基金自然科学类面上培育项目(GDMUM2020016)
广东医科大学学科建设项目(4SG21008G)。
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文摘
乳酸脱氢酶是糖无氧酵解及糖异生的重要酶系之一,它能够催化丙酮酸形成乳酸,在食品发酵工业中具有很高的应用价值,但该酶易受高温影响,导致乳酸制品产量下降。为了研究不同温度对乳酸脱氢酶的构象及活性的影响,采用分子动力学模拟的方法,针对4种不同温度条件下(37、55、70和85℃)的乳酸脱氢酶分别进行了80 ns的计算模拟,分析了构象变化及酶活性中心的差异。研究发现,在37和55℃条件下,乳酸脱氢酶比较稳定;当温度升高至70和85℃,乳酸脱氢酶的均方根误差、均方根波动、回旋半径值和溶剂可及表面积显著增加,而85℃时的蛋白二级结构已发生较大改变,这表明高温会导致蛋白质构象不稳定。对比37和85℃条件下该酶的底物丙酮酸的结合能力,发现高温会导致丙酮酸的结合位点残基之间的距离增大,进而破坏底物分子结合的微环境。因此,乳酸脱氢酶在温度超过70℃时发生变性,并随着温度的升高变性程度增加,进而导致酶活性丧失,不利于其在食品发酵等方面的应用。本研究在原子水平上分析了4种不同温度对乳酸脱氢酶的影响,揭示了其酶活性及构象变化的关键信息,为乳酸制品在发酵过程中选择合适温度提供了理论支撑。
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关键词
乳酸脱氢酶
分子动力学模拟
温度
稳定性
酶活性
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Keywords
lactate dehydrogenase
molecular dynamics simulation
temperature
stability
enzyme activity
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分类号
Q518.4
[生物学—生物化学]
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