發(fā)布時(shí)間：2020-12-08 21:06

　　過氧化氫酶（CAT）是自然界中一類具有極其重要意義的末端氧化還原酶。典型過氧化氫酶通常由四個(gè)相同的亞基構(gòu)成,每個(gè)亞基氨基酸殘基序列長(zhǎng)度大約在460個(gè)左右。CAT能夠?qū)Ｒ磺腋咝Т呋�過氧化氫分解為氧氣和水�；�于此原理,CAT廣泛應(yīng)用于電化學(xué)過氧化氫生物傳感器領(lǐng)域來檢測(cè)過氧化氫含量。但是CAT在檢測(cè)過程中處于電場(chǎng)狀態(tài)下的相關(guān)性質(zhì)尚未完全了解,因此該研究借助于分子動(dòng)力學(xué)模擬來探討CAT在一定電場(chǎng)下的相關(guān)性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,為了更好的保持生物傳感器CAT酶電極的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)其使用壽命,同時(shí)保證基本不影響CAT酶蛋白結(jié)構(gòu)其氨基酸的折疊組裝及功能的前提下,通過進(jìn)一步改造CAT每個(gè)亞基外側(cè)表面的7個(gè)氨基酸殘基即構(gòu)建突變CAT體系,降低其帶電荷量,進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬,從微觀尺度深入研究突變CAT體系相關(guān)性質(zhì)變化。此外,本文對(duì)石墨烯也進(jìn)行了初步建模和分子動(dòng)力學(xué)模擬,為后續(xù)深入了解生物傳感器中基于過氧化氫酶-石墨烯電極之間的吸附作用機(jī)理和提升其吸附性能提供了理論參考。本課題從PDB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取來自糞腸球菌生物體且在枯草芽孢桿菌中表達(dá)的過氧化氫酶的晶體結(jié)構(gòu),進(jìn)行預(yù)處理后,分別構(gòu)建初始CAT體系和改造后的突變... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型過氧化氫酶（PDBID：1SI8）三維結(jié)構(gòu)圖

氫酶制品的機(jī)理，進(jìn)而開拓自己的市場(chǎng)，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆墨中分離出石墨烯后，引發(fā)了世界對(duì)其研hene）是由一層 C 原子以 sp2雜化軌道類型米材料，具有非常大的比面積和自由能。碳鍵長(zhǎng)僅為 1.42 ，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。例如撞時(shí)，通過自身內(nèi)部 C 原子間具有的高度電子和晶格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。室溫下，其電過 15000 cm2V-1·s-1，而且其電阻率比銅能力非常強(qiáng)。在納米功能性復(fù)合材料、傳米電子器件、儲(chǔ)能裝置等方面被廣泛開發(fā)

2 分子動(dòng)力學(xué)模擬些問題。采用 PBC 時(shí)，相當(dāng)于在待模擬體系中強(qiáng)加入了實(shí)際情況周期性，從而使模擬體系處于長(zhǎng)程有序的狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，為使模擬實(shí)際體系的運(yùn)動(dòng)，須在中心單元晶胞的各個(gè)方向上，使其最小邊時(shí)，對(duì)于添加 PBC 后的體系模擬結(jié)果影響非常小。其次，當(dāng)添加 波的漲落有一定的抑制作用，例如：氣液平衡模擬過程中沒有波元晶胞邊長(zhǎng)的密度漲落的現(xiàn)象發(fā)生。除上述兩點(diǎn)外，添加 PBC 后擬體系存在虛假時(shí)間周期性問題，從而在時(shí)間相關(guān)函數(shù)的計(jì)算中收尾現(xiàn)象，影響模擬體系性質(zhì)的計(jì)算結(jié)果分析[74]。子動(dòng)力學(xué)模擬的基本步驟課題體系分子動(dòng)力學(xué)模擬的基本流程如下圖 2.1 所示：

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