Thạc Sĩ Góp phần nghiên cứu cơ chế phản ứng esteraza bằng phương pháp tính lượng tử

MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự hoàn thiện của các phương pháp tính toán hóa lượng tử, sự quan tâm của hóa học lý thuyết đến lĩnh vực xúc tác enzyme ngày càng lớn. Nghiên cứu hệ xúc tác enzyme làm sáng tỏ bản chất hóa học của các phản ứng trong cơ thể sống. Một khi các phương pháp lý thuyết thành công trong lĩnh vực này sẽ mở đường cho việc tìm kiếm dược phẩm mới điều trị nhiều loại bệnh tật cho con người mà không còn phải mò mẫm nhất là khi việc thử nghiệm thuốc mới trên cơ thể con người không thể tùy tiện.
Luận văn này tập trung làm sáng tỏ cơ chế xúc tác của một nhóm enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân - enzyme esterase, cụ thể là enzyme acetylcholinesterase. Về mặt chức năng, đây là enzyme có vai trò rất quan trọng đối với cơ thể vì nó tham gia trực tiếp vào quá trình truyền dẫn xung thần kinh. Về mặt động học xúc tác, đây là loại enzyme có hoạt tính xúc tác đặc biệt cao, nó tham gia trực tiếp vào phản ứng hóa học và thể hiện đầy đủ các nhân tố mà một xúc tác enzyme có thể tác động đến phản ứng hóa học.
Hiện nay các phương pháp lý thuyết nghiên cứu hệ xúc tác enzyme chưa hoàn thiện, vì vậy việc tiếp cận để cải tiến các phương pháp này là một hướng phát triển được ưu tiên vì nó sẽ tạo ra một bước nhảy vọt trong hóa lý thuyết, đưa lý thuyết tiến gần đến thực nghiệm hơn.
Luận văn này dùng một phương pháp đang phổ biến hiện nay khi nghiên cứu hệ xúc tác là phương pháp QM/MM với kĩ thuật ONIOM. Ở đây, phương pháp này được dùng kết hợp với các tính toán đơn giản hơn làm cơ sở dự đoán cơ chế phản ứng nhằm xây dựng một quy trình có hệ thống để nghiên cứu hệ xúc tác enzyme nói chung.

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 2
1.1. Đối tượng nghiên cứu .2
1.1.1. Acetylcholinesterase 2
1.1.2. Đặc điểm xúc tác 7
1.2. Phương pháp nghiên cứu .9
1.2.1. Protein docking 9
1.2.2. Phương pháp phiếm hàm mật độ .13
1.2.3. Cơ học phân tử .20
1.2.4. Kết hợp phương pháp cơ học lượng tử-cơ học phân tử .24
CHƯƠNG 2. NGUỒN DỮ LIỆU VÀ CÔNG CỤ TÍNH TOÁN 27
2.1. Nguồn dữ liệu 27
2.2. AutoDock 4.2 và AutoDockTools 1.5.4 .30
2.3. AutoDock Vina 1.1.1 33
2.4. Gaussian 03W và GaussView 3.0 33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .36
3.1. Protein docking .36
3.2. Áp dụng phương pháp QM/MM đối với hệ phản ứng 43
3.2.1. Cấu trúc enzyme 43
3.2.2. Cơ chất trong hốc phản ứng ở trạng thái chưa liên kết .46
3.2.3. Cấu trúc phức enzyme-cơ chất .50
3.2.4. Cấu trúc sản phẩm .53
KẾT LUẬN 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC .60