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光合作用是绿色植物特有的生理生化过程,也一直是除草剂研究中的热点。近年来,随着计算机辅助药物分子设计、高通量虚拟筛选、酶学测试等相关技术的发展,大大降低了新农药研究开发的成本并缩短了开发的周期,在目前的新农药研发过程中得到广泛应用。果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)是绿色植物光合作用暗反应中两个非常重要的同源蛋白酶。在暗反应过程中,FBPase和SBPase含量与其它酶相比要少很多,但是少量降低转基因植物中两者的活性却能够削弱暗反应循环,并导致植物光合作用能力的降低。另外,SBPase是高等绿色植物所特有的一种酶,因此SBPase是一个良好的潜在的抑制剂靶标。本文综合运用许多现代分子模拟方法对绿色植物光合作用暗反应系统中这两个重要的同源的催化水解酶(果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase))进行了理论研究和抑制剂的合理设计。蓝藻结构相对简单,其基因序列也已全部已知,而且在蓝藻中不含有SBPase。虽然蓝藻中只含有FBPase,但是FBPase是一个双功能酶,能同时催化FBPase和SBPase的底物。因此可以单独针对FBPase活性空腔的研究,从而了解FBPase与SBPase的活性空腔的结构。我们首先采用同源模建的方法构建了蓝藻的FBPase的三维晶体结构,运用分子力场进行结构优化。基于优化后的构型进行虚拟筛选,通过抑制剂与活性空腔的分子对接,选择了30个打分高的化合物进行酶水平的活性测试。4个高活性的先导化合物将会进行下一步的结构优化和设计。SBPase是高等植物所特有的一种酶,在植物体内含量很低,但是单一调控该酶却对暗反应有着很强的影响。因此,SBPase是一个良好的潜在除草剂靶酶。SBPase与FBPase活性空腔比较保守,但目前还没有针对SBPase晶体结构的报道。基于对FBPase的活性空腔的了解,同源模建了拟南芥的SBPase的结构,并采用同样方法进行虚拟筛选,同样选择了25个打分高的化合物进行酶水平的活性测试。目前活性测试还在进行中。