鱼腥藻脂肪氧合酶热稳定性提高的分子动力学模拟

doi:10.7506/spkx1002-6630-201702001

食品科学 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (2): 1-6.doi: 10.7506/spkx1002-6630-201702001

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鱼腥藻脂肪氧合酶热稳定性提高的分子动力学模拟

钱辉，陆兆新，张充，别小妹，赵海珍，吕凤霞

南京农业大学食品科技学院，江苏南京 210095

出版日期:2017-01-25 发布日期:2017-01-16
基金资助:
国家自然科学基金面上项目（31470095）

Molecular Dynamics Simulation of Thermal Stability Improvement of Lipoxygenase from Anabaena sp. PCC 7160

QIAN Hui, LU Zhaoxin, ZHANG Chong, BIE Xiaomei, ZHAO Haizhen, Lü Fengxia

College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China

Online:2017-01-25 Published:2017-01-16

摘要/Abstract

摘要： 为提高鱼腥藻脂肪氧合酶（Anabaena sp. PCC 7160 lipoxygenase，Ana-LOX）的热稳定性，探索其热稳定性机制。通过同源建模预测了Ana-LOX的三维结构，并通过分子动力学模拟技术手段分别模拟了Ana-LOX于298 K和320 K条件下在水溶液中的运动轨迹，计算均方根偏移与均方根涨落后，以均方根涨落为热稳定性评价指标，结合作用力分析，预测不稳定区域。结果表明：Ana-LOX的T94、I96、A325～Q327区域柔性较大，是导致Ana-LOX热不稳定的关键区域。通过I96V定点突变后，半衰期提高到野生型的2.5 倍，验证了原预测结果的有效性，从而为脂肪氧合酶分子的热稳定性改造提供了理论依据。

关键词: 脂肪氧合酶, 同源建模, 分子动力学模拟, 热稳定性

Abstract: Homology modeling was used to predict the 3D structure of lipoxygenase from Anabaena sp. PCC 7160 (Ana-LOX) and to simulate its motion trajectory in aqueous solution by molecular dynamics simulation at 298 and 320 K,respectively. After root mean square deviation (RMSD) and root mean square fluctuation (RMSF) values were calculated,thermal stability was evaluated based on the RMSF value. Force analysis was also performed to predict the unstable region.Results indicated that the T94, I96, and A325 to Q327 areas of Ana-LOX were flexible and they played a crucial role in thethermal instability of Ana-LOX. The half-life of I96V mutant constructed by site-directed mutagenesis increased 2.5 foldscompared with that of the wild-type enzyme, confirming the validity of the prediction. Our research can provide a theoreticalbasis for the improvement of the thermal stability of lipoxygenase.

Key words: gelatin peptide, calcium, chelating, response surface optimization, simulated gastrointestinal digestion

中图分类号:

TS202.3

钱辉，陆兆新，张充，别小妹，赵海珍，吕凤霞. 鱼腥藻脂肪氧合酶热稳定性提高的分子动力学模拟[J]. 食品科学, 2017, 38(2): 1-6.

QIAN Hui, LU Zhaoxin, ZHANG Chong, BIE Xiaomei, ZHAO Haizhen, Lü Fengxia. Molecular Dynamics Simulation of Thermal Stability Improvement of Lipoxygenase from Anabaena sp. PCC 7160[J]. FOOD SCIENCE, 2017, 38(2): 1-6.

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鱼腥藻脂肪氧合酶热稳定性提高的分子动力学模拟

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