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云南省烟草农科院揭示多酚氧化酶中活性口袋配体结构

发布时间:2017-10-31 来源:云南省烟草农科院 浏览次数:

  10月28日,SCI收录期刊《分子》(Molecules)在线发表了云南省烟草农科院邹聪明博士团队与华中科技大学刘俊军博士团队合作的“Determination of the Bridging Ligand in the Active Site of Tyrosinase”研究成果。该研究通过量子化学方法,首次明确了多酚氧化酶中活性口袋配体结构,这为高效筛选与研发烟叶烘烤“挂灰”抑制剂(多酚氧化酶抑制剂)提供了重要理论基础。

 

 

晶体结构与QM/MM优化结构比较

  多酚氧化酶为烟叶烘烤酶促棕色化反应的关键催化酶,是引起挂灰烟与造成烟叶烘烤损失的重要因素。该酶活性口袋包含由两个铜离子组成的催化中心,其晶体结构有一个氧原子桥连这两个铜离子,但桥连配体的确切结构尚未明确,严重制约了多酚氧化酶高效抑制剂的筛选与设计开展。本研究中,课题组通过量子化学的方法确定了此氧原子为水分子而不是氢氧根离子。由于铜离子带正电荷,通常认为带负电荷的抑制剂理应具有较高的多酚氧化酶抑制活性,但实际应用效果却不好。课题组的研究结果解释了带负电荷的抑制剂(例如带羧酸根基团的抑制剂)活性不佳的原因,并指出多酚氧化酶抑制剂的设计策略应为满足对铜离子有亲和性的同时使分子为电中性。研究成果为下一步多酚氧化酶抑制剂的高效筛选与研发设计提供了重要理论基础和研发方向。

  该研究得到了云南省局(公司)烟草科技重点项目“烤烟挂灰烟形成机理与消减策略研究(合同号:2017YN09)”的资助。


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