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基于黄素与氰基色氨酸衍生物间的光致电子转移与能量转移反应研究黄素酶的结构动力学

发布时间: 2025-08-28

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利
行业领域：
生物与新医药技术,医药生物技术
成果介绍
本项目应用具有飞秒时间分辨的瞬态吸收光谱，通过监测黄素蛋白光化学反应的动力学及反应中间体，研究了一系列黄素依赖型氨基酸氧化脱甲基酶的活性位点的构象动力学以及底物选择性等性质，具体包括单体型肌氨酸氧化酶（MSOX）、N-甲基色氨酸氧化酶（MTOX）、甘氨酸氧化酶（GOX）以及赖氨酸特异性去甲基化酶1（LSD1）在内的黄素依赖型氧化脱甲基酶。我们实验上跟踪了氧化态的黄素FAD辅因子与位于活性中心的酪氨酸之间的光致电子转移反应和黄素-配体（甲基硒代乙酸（MSeA）等小分子配体）的电荷转移（CT）复合物在被光激发后的光异构化反应。同时，应用分子动力学（MD）模拟以及量子力学/分子力学（QM/MM）的组合方法，研究了蛋白质活性中心的构象动力学、FAD与小分子或蛋白质残基之间的相互作用、反应所涉及的基态与激发态的势能面及激发态动力学等。总之，通过结合时间分辨光谱技术以及分子模拟计算，成功地在分子层面上对这些蛋白质的活性中心的构象动力学进行了表征，并进一步阐明了蛋白质结构与功能之间的联系。
成果亮点
创新之处在于运用具有飞秒时间分辨率的瞬态吸收光谱，监测了MSOX、MTOX、GOX与LSD1在未结合非反应性配体以及结合了配体情况下的光化学反应动力学。通过对氧化态的FAD辅因子以及位于活性中心的酪氨酸之间的光致电子转移反应，以及在结合甲基硒代乙酸（MSeA）等小分子配体所形成的黄素-配体的电荷转移（CT）复合物在被光激发后所发生的光异构化反应进行表征。此外，基于分子动力学（MD）模拟以及量子力学/分子力学（QM/MM）的组合方法，描述蛋白质活性中心的构象动力学、FAD与小分子或蛋白质残基之间的相互作用、反应所涉及的基态与激发态的势能面及激发态动力学等。
团队介绍
长安大学（Chang’an University），位于陕西省西安市，简称“长大”，直属国家教育部，是国家首批“211工程”重点建设大学、国家“985工程优势学科创新平台”建设高校、国家“双一流”建设高校。入选国家“111计划”、“双万计划”、教育部“卓越工程师教育培养计划”、国家建设高水平大学公派研究生项目、世界能源大学联盟成员高校，丝绸之路大学联盟，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟。
成果资料