[Kết quả nhận định bóng đá úc] làm sáng tỏ cơ chế phản ứng của hai enzyme tách biệt các bộ xương tuần hoàn của các sản phẩm tự nhiên

Tóm tắt

Bối cảnh nhận định bóng đá úc

27417_27711*4Bộ xương Decalin*5Ngoài ra, nhóm enzyme FSA2 được phát hiện bởi nhà nhận định bóng đá úc vào năm 2018*6là một formacetin hợp chất có liên quan có mối quan hệ hình ảnh phản chiếu với exetine*4Nếu chúng ta có thể làm rõ cách FSA2 và PH7 tạo ra bộ xương decalin, có mối quan hệ enantiomeric và cách chúng hoạt động, chúng tôi hy vọng có thể tự do tạo ra các dẫn xuất sản phẩm tự nhiên với bộ xương decalin với các cấu hình 3D khác nhau, vì vậy chúng tôi đã bắt đầu nhận định bóng đá úc này

Nội dung và kết quả nhận định bóng đá úc

Sơ đồ tham chiếu

Hình1 FSA2vàPHM7

Fsa2vàPHM7có cấu trúc tuyến tính bao gồm một nửa axit tetramic và một nửa polyene, và một nửa trung gian kết nối chúng Sau khi chúng được gấp lạiFsa2vàPHM7gây ra phản ứng diels-alder chọn lọc, mỗiFsa2Sản phẩm,PHM7Chuyển đổi thành sản phẩm Các gốc Cyan và Magenta trong các cấu trúc tương ứng đại diện cho Alken và Dienes liên quan đến phản ứng trong chất nền, và sản phẩm từ Alkenes và Dienes

Hình2 FSA2 (A)vàPHM7 (B)Cấu trúc tinh thể

Fsa2vàPHM7là2Một miền(Được xây dựng bởi nhiều axit amin tạo nên protein1Kết hợp)Màu xanh lá cây và màu hồng làFsa2|, xanh và camPHM7Fsa2vàPHM7's Pocket2nằm giữa hai miền

Hình3 Grestđược ước tính bằng phương phápPHM7vàFsa2Mô hình liên kết cơ chất

MDMô phỏng cho phép chuyển động của các phân tử sinh học được kiểm tra ở cấp độ nguyên tử và các chế độ liên kết khác nhau của các chất nền dựa trên enzyme có thể được ước tínhAiFsa2,BiPHM7Một mô hình hình thanh trung tâm cho thấy mỗi chất nềnFsa2Người ta ước tính rằng các chất nền có nhiều chế độ liên kết cơ chất trong túi liên kết cơ chất, nhưng ngược lại,PHM7Cigrestđược ước tính bởi kết quả của phương phápFsa2vàPHM7Dựa trên nửa axit tetramic của vòng năm thành viên,Fsa2vàPHM732810_32847PHM7Có thể giải thích rằng chất nền gấp được gấp lại để tạo thành các đối thủ

Hình4 GrestTheo luậtPHM7DFTCấu trúc trạng thái chuyển tiếp được xác định thông qua tính toán

MộtiMDđược ước tính trong mô phỏngPHM7Chất nền làK356tương tác trực tiếp vớiK356E82BheK356vàE82vàK356Xem xét ảnh hưởng của cả dư lượng axit aminDFTHiển thị cấu trúc trạng thái chuyển tiếp thu được bằng cách tính toán Năng lượng kích hoạt(∆g^‡)không tính đến tác dụng của dư lượng axit amin(+16,5 kcal/mol)vàK356| được xem xét cho liên kết hydro(∆g^‡HA+166 kcal/mol)Mặt khác,K356NgoàiE82Khi các mạng liên kết hydro bao gồm các mạng liên quan∆g^‡là+14,7 kcal/molPHM7tăng tốc phản ứng

Hình5 bên trong bìaSơ đồ

Nhóm nhận định bóng đá úc chung

○Trường Đại học Kỹ thuật Tottori

Giáo sư Nagano shingo

Phó giáo sư Hino Tomoya

Sinh viên tốt nghiệp Fujiyama Keisuke

(Hiện đang là nhà nhận định bóng đá úc đặc biệt cho Hiệp hội Thúc đẩy Khoa học Nhật BảnPD, Riken Trung tâm Khoa học tài nguyên môi trường Liên kết với Đơn vị nhận định bóng đá úc điều khiển thích ứng)

○Khoa Nông nghiệp Đại học Sekun

Phó giáo sư Kato Naoki

○Viện nhận định bóng đá úc quốc gia về cơ sở hạ tầng dược phẩm, sức khỏe và dinh dưỡngAITrung tâm nhận định bóng đá úc y tế và dược phẩm

Nhà nhận định bóng đá úc dự án Lee Hideei

○Viện nhận định bóng đá úc Riken

Đơn vị nhận định bóng đá úc sinh tổng hợp sản phẩm tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tài nguyên Môi trường

Lãnh đạo đơn vị Takahashi Shunji

Phó nhận định bóng đá úc sinh viên tốt nghiệp Kinugasa Kiyomi

Trung tâm nhận định bóng đá úc khoa học tính toán, Nhóm nhận định bóng đá úc sinh lý dựa trên hạt

Trưởng nhóm Sugita Ariji

Nhóm nhận định bóng đá úc sinh học hóa học, Trung tâm Khoa học Tài nguyên Môi trường

Giám đốc nhóm Nagata Yuyuki

Nhà nhận định bóng đá úc Nogawa Toshihiko

○Trường đại học khoa học dược phẩm, Đại học Tokyo

Phó giáo sư Takita tốt

Trợ lý đặc biệt Giáo sư Watanabe Kohei

Thông tin giấy gốc

Ryo Takita, Toshihiko Nogawa, Tomoya Hino, Hiroyuki Osada, Yuji Sugita, Shunji

Angewandte Chemie International Edition, 2021, doi:101002/anie202106186

Hỗ trợ nhận định bóng đá úc

nhận định bóng đá úc này dựa trên số vấn đề "19H04665và20K05872, Điều tra viên chính: Kato Naoki ","19K12229, Điều tra viên chính: li shu-dài ","19K06992, Điều tra viên chính: Takita Yoshi ","20K15273, Điều tra viên chính: Watanabe Kohei ","19H05645, Điều tra viên chính: Sugita Yuji ","20H00416, Điều tra viên chính: Takahashi Shunji ","19H04658và19H05780, Điều tra viên chính: Nagano Shingo" Cũng,xPhân tích cấu trúc tinh thể dòng dựa trên cơ quan nhận định bóng đá úc và phát triển y học của Nhật Bản (AMED) Dự án cơ bản cho hỗ trợ nhận định bóng đá úc khoa học đời sống cho khám phá thuốc, vv (BINDS) Số phát hànhJP21AM0101070, chúng tôi đã thêm cơ sở bức xạ synchrotron độ sáng cao "Spring-8"BeamlineBL32XUvàBL41XUMô phỏng động lực phân tử có sẵn tại RikenHokusai GreatWave/BigWaterfall,HPCICâu hỏi nhận định bóng đá úc sử dụng hệ thống (số gợi ý:HP190181)DFTTính toán là Viện Khoa học Tự nhiên Quốc gia Điều này đã được triển khai với việc cung cấp các tài nguyên tính toán từ Trung tâm nhận định bóng đá úc khoa học tính toán

Thuật ngữ

Diene và Alkene(Trong trường hợp này, nó được gọi là cha mẹ)Phản ứng xảy ra khi các electron được chuyển giữa chúng Bởi vì nó tạo ra hai liên kết carbon carbon cùng một lúc, nó được sử dụng như một phản ứng rất mạnh ngay cả trong quá trình tổng hợp hữu cơ1950Nó còn được gọi là phản ứng đại diện trong hóa học hữu cơ, đó là lý do cho giải thưởng Nobel về hóa học năm 2019

Sơ đồ bổ sung1 Sơ đồ của một phản ứng Diels-Alder điển hình

*2Sản phẩm tự nhiên

Các sản phẩm tự nhiên đề cập đến các hợp chất được sản xuất chủ yếu bởi thực vật và vi sinh vật Các sản phẩm tự nhiên thường được sử dụng làm nước hoa, dược phẩm và nguyên liệu thô của chúng, và hầu hết trong số chúng được sản xuất hàng loạt thông qua các kỹ thuật lên men và tổng hợp hữu cơ sử dụng vi sinh vật Một số sản phẩm tự nhiên có cấu trúc phức tạp và rất khó để tổng hợp, vì vậy ngay cả ngày nay chúng có nguồn được trích xuất trực tiếp từ các sinh vật sống

*3Enantiome, enantiomer

Thành phần hóa học(Công thức phân tử)là như nhau nhưng với các cấu trúc không gian khác nhau, mối quan hệ giữa các hợp chất được gọi là lập thể Enantiomers là những người theo lập thể1Đó thực sự là một mối quan hệ phản ánh cấu trúc của nhau trong gương Các đối thủ thường được so sánh với mối quan hệ giữa "tay phải" và "tay trái" Theo cách này, nó đề cập đến một mối quan hệ "hình ảnh phản chiếu" không thể được chồng chất hoàn toàn ngay cả khi đối tượng được xoay

Sơ đồ bổ sung2 enantiomers và cấu trúc của axit lactic

cho axit lactic1Có hai đối thủ Enantiomers dựa trên các quy tắcSBody vàRđược phân loại là cơ thể

*4Exetin, Formacetin

Sơ đồ bổ sung3 Cấu trúc hóa học của Exetin và Foramacetin

Exetine là một hợp chất được phân lập từ nấm sợi của Fusarium,HIV-INó được biết là thể hiện hoạt động ức chế tích phân Formacetin có bộ xương decalin có liên quan đến exetine và giống như exetineHIV-ICó hoạt động ức chế tích phân

*5Bộ xương Decalin

Bộ xương decalin là10Bao gồm một số nguyên tử carbon2Có hai cấu trúc vòng Các đồng phân bộ xương decalin với các cấu trúc không gian khác nhau(Stereoisomer), nhưng xương sống decalin được xây dựng từ chất nền polyene tuyến tính phổ biến thông qua phản ứng diels-alder4Có các loại

Sơ đồ bổ sung4 Cấu trúc của bộ xương decalin được tạo ra bởi phản ứng Diels-Alder

*6　Fsa2Nhóm enzyme

Protein được tạo thành từ nhiều axit amin có nhiều protein có chức năng và cấu trúc tương tựFsa2Nhóm enzyme làFsa2, và hiện là từ một loạt các loại nấm sợiFsa2Geners được cho là được phân loại là các nhóm enzyme đã được tìm thấy

*7　xPhân tích cấu trúc tinh thể dòng

Tinh thể là phân tử3được sắp xếp theo chiều, liên quan đến tinh thểxMột hiện tượng gọi là nhiễu xạ xảy ra khi được chiếu xạ với một dòng Cường độ của nhiễu xạ đốm thu được thông qua nhiễu xạ phản ánh thông tin có nguồn gốc từ cấu trúc của các phân tử tạo thành tinh thể, do đó bằng cách phân tích hình ảnh nhiễu xạ, cấu trúc ba chiều của các phân tử tạo thành tinh thể có thể được xác địnhxPhân tích cấu trúc tinh thể dòng liên quan đến những khó khăn trong việc tạo ra các tinh thể protein, nhưng nó thường được sử dụng như một trong những phương tiện hiệu quả để xác định cấu trúc ba chiều

Nói chung, các phản ứng enzyme được ví như mối quan hệ giữa "khóa" và "lỗ khóa" Enzyme trong đó chất nền là "khóa" là "lỗ khóa"(túi liên kết cơ chất)là bước đầu tiên trong việc làm sáng tỏ cơ chế của các phản ứng enzyme Trong nhiều trường hợp, cấu trúc của "lỗ khóa" riêng không tiết lộ làm thế nào chất nền bị ràng buộc, do đó phân tích cấu trúc tinh thể của enzyme mà chất nền, sản phẩm hoặc chất tương tự được gắn vào

*8　MDMô phỏng,grest

Động lực phân tử (MD) Mô phỏng là một phương pháp theo dõi chuyển động của các phân tử bằng cách tính toán các lực tác dụng giữa các nguyên tử và liên tục giải các phương trình chuyển độngMDHAĐộng lực học phân tửcủa các phân tử phức tạp như proteinMDMô phỏng thường bị bắt ở các trạng thái ổn định cục bộ và không thể điều tra đầy đủ sự phù hợp có thể Thay thế bản saoMDPhương pháp này là một phương pháp để tăng hiệu quả tìm kiếm cấu trúc, với nhiệt độ khác nhau cho nhiều bản sao (bản sao) của hệ thốngMDTính toán được thực hiện để trao đổi nhiệt độ giữa các bản sao khi thích hợp để tăng hiệu quả trong tìm kiếm cấu trúc Nó được thiết kế để tăng hiệu quả tìm kiếm cấu trúc với một số lượng nhỏ các bản saoRESTLaw (trao đổi bản sao với sự ôn hòa chất tan), số lượng bản sao cần thiết được giảm bằng cách sử dụng các bản sao chỉ khác nhau về nhiệt độ của một số hệ thống (phân tử chất tan) Được sử dụng trong nhận định bóng đá úc nàygrestLaw (Phần còn lại tổng quát42241_42291

*9　Đột biến theo hướng trang web

Đột biến theo hướng trang web (Đột biến theo hướng trang web)là một phương pháp so sánh các chức năng của các protein đã bị đột biến một cách giả tạo với các chức năng không bị đột biến (loại hoang dã), và kiểm tra các chức năng và vai trò của dư lượng axit amin bị đột biến Trong nhận định bóng đá úc enzyme, bằng cách so sánh hoạt động của các enzyme loại hoang dã với các enzyme đột biến của chúng, có thể xác nhận rằng chúng là dư lượng axit amin quan trọng về mặt chức năng, chẳng hạn như dư lượng axit amin liên quan đến liên kết cơ chất và xúc tác phản ứng enzyme Trong nhiều trường hợp, enzyme được trộn với chất nền để gây ra phản ứng enzyme và lượng chất phản ứng thu được được phân tích và so sánhFsa2yaPHM7S chất nền rất khó chuẩn bị bằng cách tổng hợp hóa học, vì vậy nhóm nhận định bóng đá úc được lấy từ một loại nấm sợi được tạo ra trong formacetinPHM7Tạo các chủng xóa gen và nhập các ôPHM7Lưu trữ chất nềnCung cấp năng lượng cho chiết xuất tế bào và sử dụng dung dịch chất nền làm dung dịch cơ chất cho phép đo hoạt động enzyme trong ống nghiệm

*10Lý thuyết chức năng mật độ(DFT)Tính toán

"Tính toán lý thuyết chức năng mật độ" là một trong những phương pháp tính toán hóa học lượng tử cho thấy các tính chất vật lý của các nguyên tử và phân tử Ví dụ, nhận định bóng đá úc này cho thấy năng lượng của những thay đổi cấu trúc phân tử và được sử dụng để xác minh con đường phản ứng Hơn nữa, trạng thái có năng lượng cao nhất khi phản ứng tiến triển được gọi là "trạng thái chuyển tiếp" và chênh lệch năng lượng giữa trạng thái và trạng thái cơ bản là "năng lượng kích hoạt" (Hình 4) Các trạng thái chuyển tiếp rất khó quan sát bằng thực nghiệm vì chúng có năng lượng cao và không ổn định, nhưng cấu trúc có thể được nhìn thấy thông qua các tính toán hóa học lượng tử Các phương pháp chức năng mật độ cho biết năng lượng chính xác được định nghĩa duy nhất là một chức năng của mật độ electronHohenberg-KohnDựa trên định lý Trong những năm gần đây, nó đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa học vì nó cung cấp độ chính xác tính toán tương đối tốt cho chi phí tính toán

Đối với thắc mắc, vv, vui lòng liên hệ:Thông cáo báo chí