桑色素与基质金属蛋白酶中催化锌离子相互作用机理的理论研究

运用PM6量子化学计算方法,并通过设计配体交换反应,研究了桑色素与基质金属蛋白酶(MMPs)中催化锌离子(Zn2＋)的相互作用机理.研究发现,当桑色素分子中A,B,C环上不同部位的基团与MMPs中催化锌离子络合时,发生了电子从桑色素分子向催化锌离子的转移,且电子转移越多,越有利于增强它们之间的络合能力.进一步研究发现,在桑色素分子的不同部位基团中,以4位羰基的氧原子与MMPs中催化锌离子的络合能力最强,这表明桑色素应主要通过其4位羰基对MMPs产生抑制作用,而不是其它部位的羟基.回归分析结果显示,计算得到的6个配体交换反应的自由能变化(DG298)与反应生成的各络离子中的Zn—O键长、桑色素分子的总原子电荷以及配位O原子的电荷之间均存在着较好的线性相关性.我们的计算结果与文献中相关的实验和理论结果一致.有关作用机理的研究结果可为将来通过对桑色素分子进行结构修饰、以设计出生物活性有显著提高的MMPs抑制剂提供重要参考.