胰蛋白酶(Trypsin,TP)是一种典型的蛋白质水解酶,由大小相等的两个桶状结构域A和域B组成,域A中的β-折叠、S1口袋、Loop1和Loop2是其特征性结构。研究发现铜离子对蛋白构象的影响主要表现在铜离子结合蛋白后,能使蛋白的无规则卷曲或者α-螺旋结构转变为规整的β-折叠或者向β-折叠片的方向聚集。铜离子能显著影响蛋白活性部位处的构象,使蛋白构象更紧凑。本实验室通过前期的分子生物学实验发现:胰蛋白酶具有清除自由基的能力,且铜离子对其清除能力有影响。考虑到铜离子对蛋白构象的影响,我们通过分子动力学方法探究铜离子与胰蛋白酶的相互作用,期望从分子层面揭示铜离子对胰蛋白酶清除自由基能力的影响及作用机制。本论文模建了胰蛋白酶结构,包括空载胰蛋白酶、Cu(Ⅱ)-胰蛋白酶和抑制剂-胰蛋白酶三维结构。运用分子动力学模拟方法对三个体系进行动力学模拟。通过体系稳定性分析、溶剂可及表面积的疏水性分析和蛋白分子内主成分分析等,尤其是域A中β-折叠的氢键分析,结果发现(1)铜离子使胰蛋白酶的回转半径变小,胰蛋白酶分子结构更紧密;(2)铜离子使胰蛋白酶的溶剂可及表面积增大,疏水相互作用增多,氨基酸之间的接触数增多;(3)铜离子使胰蛋白酶的活性中心S1口袋内合,氨基酸相关关系增多,构象更紧凑;(4)铜离子使域A中的β-折叠形成的氢键作用增多,β-折叠更规整。氨基酸226Gly、227Val、229Thr、214Ser、160Ala、135Gln、20Tyr、155Leu和156Lys在β-折叠的氢键形成中起关键作用。综上所述,铜离子的存在显著改变了胰蛋白酶的构象,使胰蛋白酶的活性增强,从而提高胰蛋白酶清除自由基的能力。这为研究金属离子对蛋白构象影响及金属离子对蛋白的抗氧化作用提供理论依据,期望为发展一种新的清除自由基的途径和方法提供理论支持。