计算机模拟三氯生对FabI活性口袋及Loop区的调控机制

应用分子动力学模拟、蛋白质二级结构定义(DSSP)和口袋体积测量(POVME)计算方法分别研究了FabI(烯脂酰-ACP还原酶)-NAD+(氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)二元复合物和FabI-NAD+-TCL(三氯生)三元复合物体系中活性口袋loop区构象、loop区二级结构、活性口袋体积以及底物(酰基不饱和链)通道随模拟时间的变化规律.研究表明,在FabI-NAD+-TCL三元复合物中,三氯生限制了活性口袋及底物通道的变化,活性口袋loop区呈现为规则、闭合的稳定构象,位于活性口袋正前方,常伴有螺旋二级结构的形成,从而使活性口袋体积变化较小、分布比较集中,底物通道较窄或处于关闭状态.而在FabI-NAD+二元复合物中,活性口袋loop区以无规则、开启的柔性构象存在,活性口袋体积变化较大,分布比较分散,底物通道明显较宽且不稳定.可见,三氯生能诱导FabI活性口袋及loop区的构象变化,使活性口袋构成了紧密的统一体、封闭了底物通道,从而阻碍了酰基不饱和链通过底物通道进入蛋白酶的催化中心,中断了该酶催化的还原反应和细菌脂肪酸合成循环.上述发现对深入认识三氯生的抗菌作用机制及相关药物的改良与设计具有重要的指导意义.