English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXIX-ая конференция

Гидролиз фосфорорганических соединений в активном центре фосфотриэстеразы из Pseudomonas diminuta

Кулакова А.М., Мулашкина Т.И., Хренова М.Г.1

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Химический факультет, кафедра физической химии, Россия, 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, Тел.: (495)939-48-40, E-mail: kulakova@lcc.chem.msu.ru

1ФИЦ Биотехнологии РАН, Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, стр. 2

1  стр. (принято к публикации)

К классу фосфорорганических соединений (ФОС) относятся многие боевые отравляющие вещества, пестициды и инсектициды. Некоторые огнезащитные средства также являются ФОС, и из-за увеличения масштаба их использования, начинают сильно загрязнять окружающую среду. Одним из способов их утилизации является гидролиз с помощью бактериальных ферментов – фосфотриэстераз (ФТЭ). Недостаток данного метода состоит в том, что большинство фосфотриэстераз способны гидролизовать с высокой скоростью только субстраты с хорошей уходящей группой. В связи с этим становится актуальной задача изучения механизма гидролиза ФОС в активном центре фосфотриэстераз, а также выявление факторов, способных увеличить скорость гидролиза.

В данной работе с помощью метода молекулярной динамики с использованием КМ/ММ потенциалов [КМ(PBE0-D3/6-31G**, LANL2DZ) / MM(CHARMM)] изучался механизм гидролиза различных фосфорорганических соединений с плохими (дибутилфенилфосфат, трифенилфосфат) и хорошими (дибутил-4-нитрофенилфосфат и диэтил-4-нитрофенилфосфат) уходящими группами в активном центре фосфотриэстеразы из бактерии Pseudomonas diminuta. В работе показано, что данный процесс идет с образованием пентакоординационного интермедиата, и что образуемый интермедиат для субстратов с хорошими и плохими уходящими группами ведет себя по-разному. В частности, установлено влияние положения протона с атакующей гидроксильной группы на стабильность интермедиата реакции.

Для визуализации электронного строения соответствующих интермедиатов реакции строились карты лапласиана электронной плотности, на которых была видна разница в строении образуемой P-OH связи с гидроксид анионом и разрываемой P-OPh связи с уходящей группой. При равных длинах связей P-OH и P-OPh для всех четырех субстратов, в интермедиатах ФОС с хорошей уходящей группой связь P-OPh является более слабой, чем в интермедиатах с плохой уходящей группой, а образуемая P-OH является более сильной в интермедиатах ФОС с хорошей уходящей группой, что способствует дальнейшему протеканию гидролиза.

Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования сверхвысокопроизводительными вычислительными ресурсами МГУ имени М.В. Ломоносова при финансовой поддержке РФФИ (проект № 21-33-70001).



Материалы доклада

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533