Исследование механизма каталитического действия N-концевых гидролаз методами квантово-химического моделирования (ускоренная публикация)
Впервые на квантово-химичерком уровне проведено моделирование каталитического механизма действия пенициллинацилазы (КФ 3.5.1.11), представителя семейства N-концевых гидролаз. Уникальность данного семейства ферментов обусловлена отсутствием в их активном центре остатков гистидина и аспартата (глу-тамата), составляющих вместе с серином классическую каталитическую триаду. Показано, что TV-концевая аминогруппа полипептидной цепи N-концевых гидролаз участвует в активации серинового гидроксила. В рамках метода МП2/ОХФ в базисе 6-31+G** локализованы стационарные состояния на поверхности по-тенциальной энергии рассматриваемой молекулярной системы, отвечающие локальным минимумам (комплексы реагентов, продуктов, интермедиаты) и седловым точкам (переходные состояния). Отмечено, что образование ацилфермента протекает через два переходных состояния, первое из которых, отделяющее комплекс реагентов от так называемого тетраэдрического интермедиата, является наиболее высоким по энергий (30 ккал/моль). Показано, что собственная аминогруппа может переносить протон непосредствен-но, без, участия мостиковой молекулы воды, как предполагалось на основании данных рентгеноструктурно-го анализа, результаты расчетов свидетельствуют о важной роли специфической сольватации (осуществля-емой в ферменте остатками так называемого оксианионного центра) в понижении примерно на 10 ккал/моль активационного. барьера реакции.