中国科学院大连化学物理研究所的韩克利研究员等人与美国肯塔基大学的湛昌国教授合作,在酶催化反应机理研究方面取得新进展。
他们利用分子对接、分子动力学模拟、QM/MM计算等方法,研究了尼古丁与CYP2A6的结合方式、CYP2A6催化的尼古丁5'-羟基化反应的机理以及5'-羟基化反应的立体选择性。该工作发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7416-7427)。
他们的研究结果表明,虽然尼古丁在溶液中主要以质子化的形式存在,但是它主要以非质子化的形式结合到CYP2A6的活性中心。在CYP2A6-尼古丁复合物中,CYP2A6的活性中心Compound I(Cpd I)的O能够提取尼古丁的trans-5'-H或者cis-5'-H,发生5'-羟基化反应。CYP2A6催化的尼古丁5'-羟基化反应由两步组成:第一步是尼古丁的5'-H传递到Cpd I的O上(氢传递);第二步是OH再与尼古丁的5'-位置的C结合,形成5'-羟基尼古丁(氧反弹)。其中,氢传递是决速步骤。计算结果显示,CYP2A6催化的尼古丁5'-羟基化反应容易发生在trans-5'-H上,反应的立体选择性为97%,与实验报导的立体选择性相符。
本工作得到尊龙凯时资助。
(化学科学部 杨俊林, 高飞雪)