塑料制品已經(jīng)成為生活和工業(yè)中不可或缺的一種材料,但目前尚缺少有效的塑料處理方法,而且有一大部分塑料材料是難以生物降解的,這就對環(huán)境造成了巨大的威脅。通過修飾已有的酶來提高酶的催化功能,提高其對塑料的降解能力可以有效地緩解大量塑料類物質(zhì)排放至環(huán)境中所造成的威脅,也能更好地增加塑料制品在回收處理再利用上的效率。計算機(jī)模擬能夠通過理論計算的方式為傳統(tǒng)實驗和酶的降解提供指導(dǎo)思路和意見,減少實驗上盲目修飾酶再測定反應(yīng)效率的時間成本和經(jīng)濟(jì)成本。此外,計算模擬能夠在微觀的尺度上對反應(yīng)中實驗上難以捕獲的機(jī)理加以描述,增強(qiáng)對酶促反應(yīng)機(jī)理的認(rèn)識,以更好地理解并利用酶。在計算模擬中,分子動力學(xué)（MD）和量子力學(xué)與分子力學(xué)聯(lián)用（QM/MM）的方法是計算機(jī)模擬生物大分子的重要手段,也是目前對酶研究的有力工具。本論文使用MD和QM/MM的方法研究了假單胞桿菌水解酶對聚乙烯醇和聚乙二醇兩種塑料的作用機(jī)理,探討了酶中重要氨基酸的作用,從微觀的角度描述了酶在降解氧化聚乙烯醇時所發(fā)生的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)變化。通過對酶反應(yīng)機(jī)制的細(xì)節(jié)研究,猜測酶環(huán)境中的氫鍵可能是對環(huán)境中塑料的降解的主要因素。一、氧化聚乙烯醇在假單胞桿菌水解酶的作用下... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２聚乙烯醇在酶的作用下降解示意圖??

ＱＭ和ＭＭ區(qū)域之間的邊界在定義后就不再變化。??對于跨越ＱＭ－ＭＭ邊界的共價鍵，通常有三種方法來處理。一般情況下將??直接連接的ＱＭ區(qū)域和ＭＭ區(qū)域原子分別被命名為Ｑ１和Ｍ１（如圖２．１）。將直接??〇２?Ｑ??Ｑ２?Ｍ３??圖２．１?ＱＭ區(qū)域和ＭＭ區(qū)域中原子的命名??與Ｍ１相連接的原子命名為Ｍ２。與Ｍ１隔開兩個鍵的原子命名為Ｍ３，依此類推。??對于ＱＭ區(qū)域的原子也使用相同的命名原則。如果使連接原子法，Ｑ１的斷裂共??價鍵將使用連接原子（Ｌｉｎｋ－Ａｔｏｍ）來飽和。ＱＭ－ＭＭ邊界切割共價鍵問題的最簡??單的解決辦法是在定義ＱＭ區(qū)域和ＭＭ區(qū)域的時候避免，然而，在多數(shù)情況下，??ＱＭ－ＭＭ邊界截斷共價鍵是不可避免的。一般ＱＭ／ＭＭ計算采用連接原子法處??理此種問題，連接原子法通過引入一個氫原子與Ｑ１共價結(jié)合，并飽和Ｑ１的自由??價，但其不存在于真實的體系中［７４，７６〃８］。??ＱＭ／ＭＭ的能量有兩種表達(dá)方式：減式（式２．２）和加式（式２．３）。它們的能量??表達(dá)式分別為：??＋?Ｅｑｍ〇?＋?Ｌ）?－?Ｅｍｍ〇?＋?Ｌ）?（２．４）??Ｍ－ＭＭ?０?＋?〇）?（２．５）??１４??

圖３．１?ＯＰＨ－ＡＣＡ復(fù)合物的ＱＭ／ＭＭ計算中ＱＭ區(qū)域主要殘基與重要的原子（算中殘基中離底物較遠(yuǎn)的原子沒有在ＱＭ區(qū)域之中）??本章的?ＱＭ／ＭＭ?計算采用?ＣｈｅｍＳｈｅｌｌ３．６．０?平臺集成的?ＤＬ－ＰＯＬｏｍｏｌｅ７．２［ｍ］，用ＤＦＴ方法處理ＱＭ區(qū)原子＾并利用ＣＨＡＲＭＭ２２Ｍ區(qū)的能量。在ＱＭ／ＭＭ計算中，通過ＣｈｅｍＳｈｅｌｌ中的Ｈｙｂｉｒｄ模入氫原子作為連接原子，并根據(jù)ＱＭ和ＭＭ原子的位置自動確定置。計算中采用了電荷轉(zhuǎn)移模型［１｜４］和靜電嵌入法［Ｕ５］。從２０ｎｓ的ＣＨ動力學(xué)模擬中提取了?１５個構(gòu)象作為ＱＭ／ＭＭ研宄樣本，選擇這些因為催化三聯(lián)體與配體之間的距離小于２．５卜ｔｍ，這是因為催化三聯(lián)要滿足一定的距離。從１５個構(gòu)象中得到的每個結(jié)構(gòu)都被用來進(jìn)行Ｑ，以模擬能量勢壘。通過限制反應(yīng)坐標(biāo)（第一步中ＯＧ和０４鍵長與第Ｃ４，Ｍ０６－２Ｘ／６－３１Ｇ／／ＣＨＡＲＭＭ２２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)保用生物酶的研究進(jìn)展[J]. 李成龍,王呈玉.  科技信息. 2012(07)
[2]辣根過氧化物酶催化氧化法處理含油廢水[J]. 陳新芳,劉偉,田云苗,酈和生,王崠,王洪英.  化工環(huán)保. 2007(01)

博士論文
[1]生物酶體系中有機(jī)磷毒理和有機(jī)氯脫氯的理論研究[D]. 唐曉文.山東大學(xué) 2017



本文編號：3480204