柑橘綠霉菌CYP51的同源模建與分子對接模擬研究.pdf

1、柑橘綠霉菌是引發(fā)柑橘病害的一種重要病原真菌，柑橘感染發(fā)病后會出現(xiàn)大量腐爛現(xiàn)象，直接影響了柑橘的產(chǎn)量和種植者的經(jīng)濟(jì)利益。在真菌中，羊毛甾醇14α-脫甲基化酶(CYP51)作為合成細(xì)胞膜中麥角固醇的關(guān)鍵酶，該酶的缺乏將直接導(dǎo)致真菌的細(xì)胞膜合成受損和結(jié)構(gòu)功能的喪失，引發(fā)真菌死亡。因此該酶成為許多常見的內(nèi)吸性殺菌劑如三唑類殺菌劑的作用靶標(biāo)。
　　 本文采用同源模建和分子對接的手段對柑橘綠霉菌CYP51(PdCYP51)的三維結(jié)構(gòu)模型和與

2、殺菌劑的結(jié)合方式進(jìn)行了研究。研究目的是在分子水平上構(gòu)建柑橘綠霉菌CYP51的三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而與不同的殺菌劑分子進(jìn)行分子對接。通過分析殺菌劑分子與柑橘綠霉菌CYP51活性中心的作用結(jié)合方式，闡明PdCYP51活性中心的結(jié)構(gòu)信息以及殺菌劑分子與作用位點(diǎn)相互作用的詳細(xì)機(jī)理，合理解釋四種商品化殺菌劑對柑橘綠霉菌CYP51的光譜結(jié)合特征和對柑橘綠霉菌的抑菌機(jī)理。
　　 柑橘綠霉菌CYP51同源模建的結(jié)果表明：人類的CYP51晶體(PDB I

3、D：3LD6)適合作為模板構(gòu)建PdCYP51的三維結(jié)構(gòu)，模建的PdCYP51結(jié)構(gòu)主要包括12個(gè)α螺旋、7個(gè)β折疊和loop環(huán)。模型通過分子動力學(xué)模擬優(yōu)化后采用PROCHECK和ERRA工程序進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果表明PdCYP51結(jié)構(gòu)中處于合理區(qū)域的殘基氨基酸概率高達(dá)99.3％，ERRAT-score值為77.186，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)閥值(標(biāo)準(zhǔn)閥值為50)，證明模建的PdCYP51結(jié)構(gòu)在構(gòu)象上是合理的。PROSA程序計(jì)算表明模建的PdCYP51落在已

4、知較好結(jié)構(gòu)蛋白的Zscore值范圍內(nèi)，說明模建的PdCYP51三維結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)能量上也是合理的。
　　 四種商品化殺菌劑的分子對接實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：烯唑醇與PdCYP51活性中心相互作用時(shí)，與氨基酸殘基T116之間形成了一對氫鍵作用，并有較強(qiáng)的疏水作用和Vander Waals相互作用。其它三種殺菌劑戊唑醇、三唑醇和三唑酮進(jìn)行分子對接時(shí)，雖然沒有形成氫鍵作用，但其形成的疏水和Van der Waals作用仍然可以使這三種化合物與PdC

5、YP51的活性中心緊密結(jié)合。PdCYP51活性中心的Y112、T116、Y126、F120、F219、M304_和S309氨基酸殘基在與殺菌劑分子的識別和結(jié)合過程中起著重要的作用，可以作為研究定點(diǎn)突變和設(shè)計(jì)新型抑制劑分子的重要參考。
　　 最后，通過對四種殺菌劑與柑橘綠霉菌CYP51活性中心形成的氫鍵、疏水作用和Van der Waals相互作用的討論，理論上對四種殺菌劑分子抑菌能力和結(jié)合光譜的差異做出合理解釋，為開發(fā)新型的抗真