Naslov
Proučavanje o željezu ovisnih dioksigenaza računalnim metodama
(Computational studies of iron dependent dioxygenases)

Autori
Brkić, Hrvoje

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prirodoslovno matematički Fakultet, Fizički odsjek

Mjesto
Zagreb

Datum
21.03

Godina
2014

Stranica
117

Mentor
Tomić, Sanja

Ključne riječi
metaloenzimi; molekulska dinamika; polje sila; semiempirijski računi; kvantno mehanički računi; diketon dioksigenaza; 3; 4-dioksigenaza 3-hidroksiantranilne kiseline
(metalloenzymes; molecular dynamics; force field; semiempirical calculations; quantum mechanical calculations; diketon dioxygenases; dioxygenasis of 3-hydroxy anthranilic acid; dioxygenase reaction mechanism; quantum mechanics/molecular mechanics calculations)

Sažetak
Tema ove doktorske disertacije je teorijsko proučavanje dioksigenaza, enzima koji pomoću iona željeza kataliziraju ugradnju oba atoma iz molekule kisika u supstrat. Proučavana su dva enzima Acetilaceton dioksigenaza iz Acinetobacter Jonsoii (Dke1) te ljudska 3, 4-dioksigenaza 3-hidroksiantranilne kiseline (3HAO). Trodimenzionalne strukture navedenih enzima, određene rendgenskom strukturnom analizom i pohranjene u PDB bazi, korištene su kao ishodište pri modeliranju. Parametri koji nedostaju u AMBER polju sila (raspodjela naboja na ionu željeza i ligandima koji ga koordiniraju, duljine veza, iznosi kutova te pripadajuće barijere), a nužni su za simulacije, određeni su kvantno mehaničkim računima (QM) na sustavu Dke1 a uspješno su primijenjeni i na 3HAO sustavu. Stabilnost i ponašanje enzima u približno fiziološkim uvjetima proučeni su primjenom empirijskih metoda molekulskog modeliranja. Tim pristupom je analizirana stabilnost sustava, zastupljenost molekula vode u aktivnom mjestu, mreža vodikovih veza, interakcije pojedinih aminokiselinskih ostataka tijekom simulacija, njihovi srednji kvadratni pomaci tj. fluktuacije te putevi ulaska/izlaska molekula vode, reaktanata, produkata i metalnog kofaktora u enzim... Dana su teorijska pojašnjenja smanjene katalitičke aktivnosti enzima, promjene u transportu metala, molekula vode, supstrata i reaktanata do aktivnog mjesta enzima te promijene međusobnih interakcija aminokiselinskih ostataka uslijed točkastih mutacija. Pomoću QM računa utvrđen je reakcijski mehanizam na modelnom sustavu, a pomoću hibridnog kvantno mehaničkog-molekulsko mehaničkog (QM/MM) računa taj je mehanizam potvrđen u realnom okruženju enzima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA