| 摘 要： | 腺苷酸激酶(Adenylate Kinase,AdK)是一种多底物反应酶,催化ATP?Mg~(2+)+AMP?ADP?Mg~(2+)+ADP反应,维持机体能量平衡;其催化循环限速步骤为底物ADP(Adenosine Diphosphate)释放,并伴随蛋白质的构象变化和关键位点水化(hydration)过程.以往的研究表明,底物ATP(Adenosine Triphosphate)和产物ADP共存的复合物共存态(ATP-ADP共存态)有助于作为限速步骤的产物释放.基于分子动力学模拟和哈密顿量副本交换方法研究AdK产物释放过程中,Mg~(2+)、产物磷酸根、底物磷酸根以及催化位点关键氨基酸的水化过程.分子模拟数据表明,在产物ADP释放过程中,与Mg~(2+)结合的磷酸根氧原子逐步被水分子取代,表现出配位交换过程,其中ATP-ADP共存态相较于ADP-ADP共存态表现出更为显著的配位交换. Mg~(2+)周围水分子径向分布函数的差别也表明ATP-ADP共存态下,Mg~(2+)的水化过程需要更多的水分子进入Mg~(2+)的第一配位壳,表现出与双产物共存状态(ADPADP共存态)所不同的行为.另外,还详细研究了产物ADP以及结合位点关键氨基酸的水化过程.由于AdK核心区域的水化过程会影响其产物释放,关于水化过程的研究有助于理解AdK催化循环中的产物释放等物理过程的分子机制.
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