烷基鹵脫鹵酶作用機(jī)制的研究新進(jìn)展

1、烷基鹵脫鹵酶作用機(jī)制的研究新進(jìn)展張玉花 ,陳德展(山東師范大學(xué)化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院 ,山東 濟(jì)南250014 )摘要 :烷基鹵脫鹵酶的催化脫鹵反應(yīng)具有重要的合成價(jià)值和治理環(huán)境污染方面的巨大潛力 。隨著酶晶體結(jié)構(gòu)的確定 ,它的催化作用機(jī)制逐漸被研究 。目前 ,催化循環(huán)機(jī)制在很多方面仍然存有爭(zhēng)議 。本文對(duì)烷基鹵脫鹵酶催化脫鹵機(jī)制的研究新進(jìn)展進(jìn)行了綜 述 ,以期對(duì)脫鹵機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步研究 ,不斷提高酶的生物催化活性和拓寬底物范圍 ,為工業(yè)上生物催化難降解有機(jī)鹵化物提供理 論依據(jù) 。關(guān)鍵詞 :烷基鹵脫鹵酶 ; 1 , 2 - 二氯乙烷 ;脫鹵 ;生物降解中圖分類(lèi)號(hào) : tq426. 97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :

2、 a文章編號(hào) : 1008 - 021x ( 2009 ) 12 - 0020 - 04new a dvan ce in s tudy of hydro ly t ic d eha logena t ionca ta lyzed by ha loa lkan e d eha logena sezhan g yu - hua, ch en d e - zhan( co llege of chem istry chem ica l enginee ring and m a te ria l sc ienceshandong no rm a l u n ive rsity, j inan250014

3、 , ch ina)a b stra c t: h a loa lkane deha logena se s ( ec 3.ca ta lyze the conve rsion of ha loa lkane s in to8. 1. 5 ) comp rise such a group of m ic rob ia l enzym e s tha tthe co rre spond ing a lcoho ls and ha lide an ion s. h yd ro lyticdeha logena tion ca ta lyzed by ha loa lkane deha logena

4、 se is impo rtan t to chemo syn the sis and ha s qu itepo ten tia l u se in environm en ta l po llu tion. r ecen tly, x - ray struc tu re s of th ree d iffe ren t bac te ria l ha loa lkane deha logena se s have been so lved and the ca ta lytic p rop e rtie s of the se enzym e s have the refo re been

5、 sub jec ted to de ta iled inve stiga tion s. howeve r, som e m echan istic issue s a re still unce rta in. in th is review , recen t re su lts from m echan istic stud ie s a re d iscu ssed to a ttemp t to enhance the ca ta lytic ac tivity and to exp and the sub stra te range, wh ich can fu rthe r p

6、 romo te the degrada tion of som e rem a in ing p rob lem compound s and the deve lopm en t of deha logena se s fo r u se in indu stria l b ioca ta lysis.key word s: ha loa lkane deha logena se; 1 , 2 - d ich lo roe thane; deha logena tion; b io rem ed ia tion烷基鹵脫鹵酶 ( ec 3. 8. 1. 5 ) 可以催化碳鹵鍵的水解斷裂 ,產(chǎn)

7、生相應(yīng)的醇和鹵離子 1 。烷基鹵脫 鹵酶種類(lèi)很多 ,它的多樣性使得底物范圍大大拓寬 ,包括鹵代烷烴 、鹵代環(huán)烷烴 、鹵代醇 、鹵代氨基化合物和鹵代烯烴等 2 。烷基鹵脫鹵酶對(duì)含鹵環(huán)境污 染物的生物降解作用使得它的催化作用機(jī)制引起國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注 。同時(shí) ,很多嘗試提高酶的反應(yīng)活性和拓寬底物范圍的研究也正在進(jìn)行 。對(duì)脫 鹵酶的催化機(jī)制 、進(jìn)化和表達(dá)的研究在一定程度上 為工業(yè)上的生物催化難降解有機(jī)鹵化物提供了理論 依據(jù) 。1 烷基鹵脫鹵酶的晶體結(jié)構(gòu)分析目前 ,三種不同的烷基鹵脫鹵酶的三維晶體結(jié) 構(gòu)已經(jīng) 被 確 定 。從 降 解 1 , 2 - 二 氯 乙 烷 的 細(xì) 菌xan thobac

8、te r au to trop h icu s gj10 3 中 得 到 一 種 水 解脫鹵酶 。這是第一個(gè)經(jīng) x - 射線晶體衍射分析確定 其晶體 結(jié) 構(gòu)的 烷基 鹵脫 鹵 酶 ( d h la ) 。另 外 , 還 有 d haa 和 l inb ,它們分別是從細(xì)菌 r hodococcu s sp 4 和 sp h ingomona s p auc imob ilis u t26 5 中得到的 。這 三種脫鹵酶是一種同源酶 ,在結(jié)構(gòu)上主要包括兩個(gè) 相互作用的區(qū)域 :主要區(qū)域包含一個(gè) /水解酶螺 旋體 ,而那個(gè)變形性較大的帽型區(qū)域在結(jié)構(gòu)上是 收稿日期 : 2009 - 10 - 09專論與

9、綜述螺旋 ,直接與主要區(qū)域相連 。酶的催化活性中心就在這兩個(gè)區(qū)域的界面上 ,中間有一個(gè)空穴 ,不同酶空 穴大小不同 ,這對(duì)酶的催化以及底物特異性有重大 影響 ?；钚?中 心 包 括 的 殘 基 有 親 核 試 劑 天 冬 氨 酸a sp、作為催化堿的組氨酸 h is和作為催化酸的天冬 氨酸 a sp 或 谷氨 酸 glu。在不 同酶 中殘 基標(biāo) 號(hào) 不 同 ,在 d h la 中分別為 a sp124、h is289 和 a sp260 ,見(jiàn) 圖 1。烷基鹵脫鹵酶的另外一個(gè)結(jié)構(gòu)特征是氧離子 洞的存在 6 。它 由 兩個(gè) 主干 氮原 子組 成 。緊 鄰 親核試劑的 trp 和另一個(gè)殘基 glu5

10、6 (圖 1 )的 - nh 基 團(tuán)通過(guò)氫鍵與親核試劑的羰基氧成鍵 ,避免與底物 分子發(fā)生作用 ,促使親核氧活性增強(qiáng) ,同時(shí)穩(wěn)定水解 過(guò)程中帶負(fù)電的過(guò)渡態(tài) 。x射線晶體衍射 、單點(diǎn)突變和定向進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn) , d h la 催化脫鹵開(kāi)始于馬克復(fù)合物的形成 ,經(jīng)由 兩步完成 ,見(jiàn)圖 2。 ( 1 )親核試劑 a sp124 進(jìn)攻鹵化 物 ,發(fā)生 sn 2 取代反應(yīng)生成共價(jià)的酯酶中間體 。在 這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中 , trp125和 trp175殘基上的芳香環(huán) 是必不可少的 ,吲哚環(huán)上的 nh 基團(tuán)穩(wěn)定鹵化物的負(fù)電荷部分 。在酶 d haa 和 l inb 中表現(xiàn)為 trp118和 a sn52、trp1

11、09和 a sn38。 ( 2 )催化酸穩(wěn)定催化堿h is上的正電荷 ,使 h is處于更利于活化水分子的位置 。在酶 d h la 中 , h is289 活化水分子 ,使其以 ho 的形式進(jìn)攻中間體最終得到產(chǎn)物醇 ,與此同時(shí) ,親核殘基 a sp 的羧酸離子重新形成 。在決定速率的最后 步驟 ,鹵離子離開(kāi)空穴 。圖 1 烷基鹵脫鹵酶 (d h la )的催化活性中心( pdb code 2dhc) .圖 2 烷基鹵脫鹵酶水解脫鹵的的兩步催化反應(yīng)機(jī)制這三種烷基鹵脫鹵酶催化機(jī)制相似 ,但是動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn) , 在 d h la 中 , 對(duì)整個(gè)酶催化反應(yīng)來(lái)說(shuō) ,鹵離子的釋放為決速步驟 7 。對(duì) d

12、 haa 來(lái)說(shuō) , 產(chǎn)物 醇的釋放為決速步驟 8 ,而對(duì) l inb 來(lái)說(shuō) ,酯酶中間 體的水解為決速步驟 9 。另外 ,它們的作用底物也有很大的差別 ,帽型區(qū)的殘基和空穴大小決定底物 的范圍 。這三種酶的催化空穴大小比例為 1: 2: 2.5。可見(jiàn) , d haa 和 l inb 的空穴大小相差不大 ,這一事實(shí)解釋了 d h la 的底物為 4 - 6 個(gè)碳的烷基鹵化 物 ,而 d haa 和 l inb 為 6 - 10 個(gè) 碳 的 烷 基 鹵 化物 10 。2 烷基鹵脫鹵酶催化脫鹵機(jī)制的研究2. 1 烷基鹵脫鹵酶的 sn 2親核取代反應(yīng)對(duì)酶 d h la 來(lái)說(shuō) , 1 , 2 - 二氯乙

13、烷 (dce)是它的 自然底物 , 同時(shí) , dce 又是一種被廣泛應(yīng)用的鹵代烴 ,所以引起科學(xué)家對(duì)烷基鹵脫鹵酶催化 dce脫鹵的大量研究 11 - 12 。根據(jù)二面角 c l - c - c - c l的不同 , dce 可 有 三 種 構(gòu) 象 : 反 式 構(gòu) 象 ( d=( c l - c - c - c l)180 ) 和 兩 種 鄰 位 交 叉 式 構(gòu) 象 ( d= ( c l - c - c - c l)60 ) 11 。氣相中 ,反式構(gòu)象為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象 ; 當(dāng) dce 被溶劑極化時(shí) ,隨著溶劑極性的增加 ,鄰位交叉式優(yōu)于 反式結(jié)構(gòu)而存在 。當(dāng)溫度為 4 , ph = 5時(shí) , d h

14、la 的 x射線晶體結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn) dce為反式構(gòu)象 3 ,而分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn) , dce 發(fā)生構(gòu)象翻轉(zhuǎn) , 變成鄰位交 叉式 ,這樣就更利于 a sp124的親核進(jìn)攻 。兩種鄰位交叉式構(gòu)象雖然都是水中的自由能最低點(diǎn) ,但酶的 殘基是各向異性的 ,它們形成的反應(yīng)電場(chǎng)是永久性 的 ,并且比水中的反應(yīng)電場(chǎng)大得多 ,因此這兩種構(gòu)象并 不 是 等 同 的 。 m u rugan 等 13 在 使 用 ca r - pa rrine llo動(dòng)力學(xué)模擬研究酶及水對(duì)底物 dce 的影響時(shí)發(fā)現(xiàn) ,在酶中極性較大的鄰位交叉式構(gòu)象為穩(wěn)定點(diǎn) ,并且酶對(duì)它的極化比水的更強(qiáng) ,它在酶和水中 的偶極距分別為 5. 1和 4

15、. 5d ,這與文獻(xiàn)中關(guān)于生物水的描述是不一致的 。在酶 d h la 中 , 反式構(gòu)象比水中要少得多 。實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)測(cè)得酶 d h la 催化 dce的 sn 2 親核取代反應(yīng)的速率常數(shù)為 ( 50 10 ) s- 1 , 根據(jù)過(guò)渡態(tài) 理論 ,得到反應(yīng)勢(shì)壘為 64. 0 kj /mo l。25 時(shí) ,乙酸離 子與 dce 在 水中 反應(yīng) 的 勢(shì) 壘 為 115. 0 kj /mo l。可 見(jiàn) , d h la 酶催化 dce 發(fā)生脫鹵反應(yīng)使得反應(yīng)速率 加快 51. 0 kj /mo l。對(duì)酶催化動(dòng)力的來(lái)源研究一直是 國(guó)內(nèi)外科學(xué)家研究的熱點(diǎn) 14 。目前 ,大量的計(jì)算方 法 ,如 qm /mm、

16、md、evb 方法等已經(jīng)用于酶的催化 機(jī)制研究 ,得到酶中 sn 2 親核取代反應(yīng)的自由能勢(shì) 壘為 58. 5 - 66. 88 kj /mo l 15 , 與 實(shí) 驗(yàn) 值 非 常 一 致 。 在分析烷基鹵脫鹵酶晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 ,很多單點(diǎn) 突變研究已經(jīng)證實(shí)了催化殘基的重要性及其所起的 作用 。但是對(duì)烷基鹵脫鹵酶的作用機(jī)理研究的很多 方面仍然沒(méi)有定論 ,如酶催化的動(dòng)力來(lái)源 、接近取代 部位 (nac ) 假設(shè) 、酶空穴的靜電穩(wěn)定作用 、酶與水 的動(dòng)力學(xué)作用等 。早期文獻(xiàn)使用量子化學(xué)計(jì)算以及 qm /mm 方法 研究酶催化的動(dòng)力來(lái)源 ,發(fā)現(xiàn)酶催化反應(yīng)經(jīng)歷一個(gè) 離子復(fù)合物 ,酶中過(guò)渡態(tài)與氣相中的結(jié)

17、構(gòu)相似 。酶 催化主要來(lái)自三個(gè)方面 : ( 1 ) 酶催化的活性殘基部 分是一個(gè)低介電的疏水環(huán)境 ; ( 2 ) 反溶劑作用 ; ( 3 ) trp125和 trp175 通過(guò) 氫鍵 對(duì) 鹵 離 子 的 穩(wěn) 定 作 用 。 b ru ice等使用高水平的量子化學(xué)計(jì)算方法研究多種 羧酸離子與鹵代烷烴的反應(yīng)發(fā)現(xiàn) ,在極性溶劑 ,如水 中 ,反應(yīng)與氣相和非極性溶劑中相比較難發(fā)生 。這 與酶催化的低 介電 疏 水環(huán) 境是 一致 的 。同 時(shí) , trp 殘基的氫鍵作用對(duì)過(guò)渡態(tài)的穩(wěn)定作用比對(duì)反應(yīng)復(fù)合 物的作用大很多 。b ru ice等研究了反應(yīng)復(fù)合物和過(guò)渡態(tài)的結(jié)構(gòu)變 化 ,提出了 nac假設(shè) 。他們用

18、動(dòng)力學(xué)模擬方法研究 烷基鹵脫鹵酶的反應(yīng)復(fù)合物 ,得到在酶中比在水中 nac結(jié)構(gòu)更容易產(chǎn)生 16 的結(jié)論 。nac 結(jié)構(gòu)在水中 不易形成 ,因?yàn)轸人犭x子在水溶劑中容易被溶劑化 , 降低它的親核性 。在烷基鹵脫鹵酶 d h la 中 , dce 為鄰位交叉式 , 這樣更利于親核試劑 a sp124 的進(jìn) 攻 ,親核試劑天冬氨酸 a sp 正好處于接近取代部位 (nac ) ,與底物的碳鹵鍵在一條直線上 , 這樣更利 于在連有鹵原子的碳上發(fā)生取代 。這可以用來(lái)解釋 酶 d h la 催化反應(yīng)的動(dòng)力之一 。然而 , 動(dòng)力學(xué)模擬研究水和酶中的 nac結(jié)構(gòu)的形成時(shí)發(fā)現(xiàn) ,處于這樣的優(yōu)勢(shì)地位僅僅使過(guò)渡態(tài)的自

19、由能降低 25 % ,剩下 的 75 %很可能來(lái)自鹵成鍵殘基對(duì)過(guò)渡態(tài)穩(wěn)定作用 和催化殘基的半親水半疏水特性的貢獻(xiàn) 。其中 ,催 化殘基的這一特性不僅活化親核試劑而且有利于離 去基團(tuán)的離去 。目前 ,這些貢獻(xiàn)的計(jì)算數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn) 達(dá)不到 。w a rshe l等 17 使用 evb 方 法估 算了 酶 空間 作 用對(duì)酶催化的貢獻(xiàn) 。研究發(fā)現(xiàn) ,空間作用并不是催化的主要?jiǎng)恿?, 僅降低 9. 2 kj /mo l的勢(shì)壘 , 同時(shí) , 反 對(duì) nac假設(shè) 。但是 ,他們發(fā)現(xiàn)空間作用中的靜電穩(wěn) 定作用對(duì)催化非常重要 。靜電作用更加穩(wěn)定過(guò)渡態(tài) ,使勢(shì)壘降低 ,在一定程度上支持了過(guò)渡態(tài)穩(wěn)定假 18 15 設(shè)

20、。d evi - ke savan等 使用 qm /mm 方法研究反應(yīng)機(jī)制及動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)發(fā)現(xiàn) ,酶催化主要來(lái) 自溶劑化作用和過(guò)渡態(tài)穩(wěn)定性 。在水中 ,水分子對(duì)乙酸離子的溶劑化作用不利于進(jìn)行親核進(jìn)攻 ,并且 過(guò)渡態(tài)時(shí)由于電荷較反應(yīng)物和產(chǎn)物更分散 ,水的溶 劑化作用很小 ,所以水中反應(yīng)勢(shì)壘很大 ,反應(yīng)較難進(jìn) 行 ;而在酶中 , 酶發(fā)生預(yù)重組使底物進(jìn)入形成復(fù)合 物 。 trp125 和 trp175 并沒(méi)有與底物作用 ,但它們的 芳香環(huán)的存在更利于底物的進(jìn)入 。這與先前報(bào)道的 trp125或 trp175與底物成鍵是不一致的 。隨著反 應(yīng)的進(jìn)行 , trp125 和 trp175 與過(guò)渡態(tài)形成強(qiáng)

21、氫鍵作 用使其更加穩(wěn)定 。在反應(yīng)復(fù)合物中 ,疏水底物與疏 水殘基之間并沒(méi)有靜電作用 ,但整個(gè)反應(yīng)體系的反 溶劑作用對(duì)整個(gè)催化反應(yīng)具有至關(guān)重要的作用 。研究酶反應(yīng)速率常數(shù)增加的一種很簡(jiǎn)便的方法 是利用過(guò)渡態(tài)理論及它的延伸 。根據(jù)自由能勢(shì)壘和限制傳輸系數(shù)可以確定反應(yīng)速率 ,如式 ( 1 ) 所示 , k表示速率常數(shù) ,為過(guò)渡態(tài)與反應(yīng)物的自由能差值 ,即反應(yīng)自由能勢(shì)壘 , t代表溫度 , h 是普朗克常數(shù) , kb 為波爾茲曼常數(shù) , 為傳輸系數(shù) 。 kb tk = kexp ( -)( 1 )l1so riano等 19 對(duì)酶反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和靜電作用分析發(fā)現(xiàn) ,酶與水中的反應(yīng)傳輸系數(shù)顯著不同

22、,在酶和水中分別為 0. 77和 0. 57 ,而 n am 等 20 計(jì)算 得到的數(shù) 值 為 0. 53 和 0. 26。雖 然 兩 者 數(shù) 值 有 差異 ,但是總體趨勢(shì)都是一致的 :酶中傳輸系數(shù)比水中的大 ,這也在一定程度上說(shuō)明了酶中反應(yīng)速率增加 的原因 。但是與反應(yīng)勢(shì)壘的降低相比 ,它的作用很小 ,僅降 2. 09 kj /mo l的 勢(shì)壘 20 。酶 與水 中 的反 應(yīng) 電場(chǎng)不同 ,酶比水的變形性更小 。水中反應(yīng)復(fù)合物比過(guò)渡態(tài)更易被極化 ,而酶中反應(yīng)復(fù)合物和過(guò)渡態(tài)一樣被極化 ,但酶中過(guò)渡態(tài)比水中更穩(wěn)定 ,過(guò)渡態(tài)穩(wěn) 定作用降低勢(shì)壘是 sn 2親核取代反應(yīng)發(fā)生的主要?jiǎng)?力 。反應(yīng)速率常數(shù)決

23、定于勢(shì)壘和動(dòng)力學(xué)作用 。酶和 水中動(dòng)力學(xué)作用很相似 ,因此酶中反應(yīng)的動(dòng)力主要是勢(shì)壘 ?？梢?jiàn) ,要促進(jìn)酶催化的進(jìn)化通過(guò)降低反應(yīng) 勢(shì)壘比改變動(dòng)力學(xué)因素要更容易 21 。另外 ,關(guān)于親核取代反應(yīng)的可逆性仍存在爭(zhēng)議 。 l ewandow icz等 7 通過(guò)研究烷基鹵脫鹵酶 d h la 的氯 元素動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)發(fā)現(xiàn) ,對(duì) dce 來(lái)說(shuō) ,實(shí)驗(yàn)上得到的氯同位素效應(yīng) 1. 0045 低于此類(lèi)反應(yīng)的同位 素效應(yīng)值 1. 0057 - 1. 0095。因此 ,他們認(rèn)為酶催化 過(guò)程中的 sn 2 親核取代反應(yīng)是可逆的 ,而整個(gè)催化 的不可逆是因?yàn)轷ッ钢虚g體的水解不可逆 。但是 , d evi - ke sa

24、van 等 15 對(duì) 酶 中 的 親 核 取 代 反 應(yīng) 使 用qm /mm 動(dòng)力學(xué)模擬研究發(fā)現(xiàn) , 酯酶中間體比取代 反應(yīng)中的反應(yīng)物更穩(wěn)定 。如果酯酶中間體能夠發(fā)生 可逆反應(yīng) ,必須克服比生成反應(yīng)大 66. 9 kj /mo l的勢(shì) 壘 ,而這本身就導(dǎo)致了取代反應(yīng)的不可逆 。2. 2 酯酶中間體的水解反應(yīng)酯酶中間體的水解反應(yīng)類(lèi)似于蛋白酶 ,如絲氨 酸蛋白酶的水解 。四面體中間體形成時(shí) ,水親核加 成酯酶中間體 ,同時(shí)水分子被組氨酸殘基 h is289 活 化 ,水分子上的質(zhì)子 h 發(fā)生遷移 , 與吲哚環(huán)上的 n 形成氫鍵 。在這個(gè)過(guò)程中 , a sp124 上沒(méi)有反應(yīng)活性的氧一直與 glu5

25、6 和 trp125 上的 n - h 以氫鍵相 連形成了氧離子空穴 3 。目前 ,酯酶中間體水解反 應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究很少 ,理論研究更少 。d evi - ke savan 等 22 使用半經(jīng)驗(yàn) qm /mm 方法 研究 d h la 中親核加成反應(yīng)和質(zhì)子遷移發(fā)生的先后順序 ,確定反應(yīng)的協(xié)同或者分步 。分步反應(yīng)時(shí) ,有兩 種途徑 : ( 1 )水先親核然后質(zhì)子遷移 , ( 2 ) 質(zhì)子先遷 移到 h is289 的吲哚環(huán)上 ,形成的氫氧根負(fù)離子親核 進(jìn)攻酯酶中間體發(fā)生水解 。研究發(fā)現(xiàn) ,四面體中間 體的形成過(guò)程是分步反應(yīng)中的前一種 ,計(jì)算測(cè)得四面體中 間 體 比 酯 酶 中 間 體 的 能 量

26、高 83. 6 kj /mo l。 o tyep ka等 9 在使用 qm /mm 方法研究 l inb 的酯酶 中間體的水解時(shí)也發(fā)現(xiàn) ,四面體中間體很容易返回 酯酶中間體 。實(shí)驗(yàn)上還不能檢測(cè)四面體中間體的存 在 ,因此水解反應(yīng)機(jī)制還不確定 。理論研究發(fā)現(xiàn) ,氧離子空穴以及 glu132 對(duì) h is272 的氫鍵穩(wěn)定作用對(duì) 四面體中間體和過(guò)渡態(tài)具有較強(qiáng)的靜電穩(wěn)定作用 , 從而促進(jìn)水解發(fā)生 。同時(shí) ,酶活性中心的殘基重組 對(duì)反應(yīng)也有重要作用 。因此 ,增加帽型區(qū)殘基的動(dòng)力學(xué)可接近性以改變底物的進(jìn)入途徑 ,并進(jìn)一步增加有利的靜電作用以促進(jìn)酶催化循環(huán)的發(fā)生是非常 必要的 。3 結(jié)論x射線晶體結(jié)構(gòu)分

27、析 、定點(diǎn)突變 、動(dòng)力學(xué)分析 、 量子力學(xué)和分子力學(xué)計(jì)算 、統(tǒng)計(jì)分析和定向進(jìn)化已經(jīng)使對(duì)烷基鹵脫鹵酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究取得 了飛速進(jìn)展 。但是 ,實(shí)驗(yàn)和理論研究并沒(méi)有對(duì)烷基 鹵脫鹵酶的催化循環(huán)機(jī)制作出很好的解釋 。目前 ,仍然有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步探討和研究 ,如酶催化 動(dòng)力來(lái)源 、活性中心催化殘基的作用 、c - x 鍵斷裂的動(dòng)力學(xué)細(xì)節(jié) 、脫鹵反應(yīng)的可逆性以及酯酶中間體 水解反應(yīng)的途徑等 。另外 ,還有對(duì)鹵代烷烴不起作用的組織酶的生物功能以及在工業(yè)生物催化中對(duì)降 解問(wèn)題化合物的突變酶的構(gòu)建和選擇的研究 。因此進(jìn)一步研究烷基鹵脫鹵酶的催化機(jī)制對(duì)促進(jìn)烷基鹵 脫鹵酶的進(jìn)化具有重大意義 。只有詳細(xì)研

28、究脫鹵酶 降解環(huán)境污染物的能力和途徑 ,才能更有效地利用生物酶處理和降解各種污染物 ,更好地保護(hù)環(huán)境和 人們的身體健康 。參考文獻(xiàn) 1 chovancove, ko sin sk i j , b u jn ick i j m , e t a l. phylogene ticana lysis of ha loa lkane deha logena se s j . pro te in s: struc tu re, func tion, and b io info rm a tic s, 2007 , 67 ( 2 ) : 305- 316. 2 j an ssen d b. evo lvin

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