纳米人

ACS Catal: 半胱氨酸水解酶反应机理

纳米技术

2020-09-16

帕尔马大学Alessio Lodola、Marco Mor等报道了N终端半胱氨酸水解酶（NAAA）对脂质信使（PEA，棕榈酰乙醇酰胺）进行水解去活化反应，并在酸性环境中获得最高活性。通过人体NAAA的晶体结构作为起点，作者对PEA的水解反应过程通过动力学模拟、量子力学/分子力学（QM/MM）结合增强的采样、收集变量的路径（PCVs）进行模拟。

本文要点：

（1）

作者发现Cys126作为催化反应过程中的亲核试剂质子构型、以及附近的羧酸盐物种对酸位点结构起到非常关键的作用。作者通过稳定Michaelis复合物对NAAA的PEA水解过程中的酰基化、脱酰基化反应进行自由能面的重构。作者发现酰基化反应是关键性步骤，Cys126起到双重作用，作为酸对乙醇胺离去基团质子化，作为亲核试剂对PEA上的羰基碳进攻。PEA中的乙醇结构在酰基化反应过程中并未起到关键作用。

（2）

进一步的作者通过动力学实验展示了NAAA催化反应机理过程中，能够较高的效率进行水解棕榈酰基甲基酰胺（PMA）。作者通过多尺度方法验证了其中的质子化过渡态和催化反应机理，发现NAAA反应和pH相关，具体借助诱变数据和共价抑制剂机理。