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在生命体系,血红素蛋白执行一系列生命功能,血红素与蛋白肽链有共价和非共价连接。为了探索血红素蛋白中原有的络氨酸对其二级结构的稳定作用,使用了WT Cyt b5和它的两个突变体Y30F Cyt b5,Y30H Cyt b5作为目的蛋白,研究酪氨酸的氢键网络和疏水相互作用。实验中使用圆二色谱仪监测WT Cyt b5,Y30F Cyt b5,Y30H Cyt b5热诱导下的去折叠状态的CD光谱和Uv-Vis监测这三种蛋白与脱辅基的肌红蛋白之间的血红素转移。两个突变体相对于WTCyt b5而言,稳定性都减小,表明30位酪氨酸的氢键网络和疏水相互作用两者一起对蛋白的稳定起到了作用。而且,分子模拟研究揭示,Y30H Cyt b5依然存在疏水相互作用,Y30H Cyt b5也依旧存在氢键网络。而出现两者突变体蛋白稳定性减小的现象表明WT Cyt b5原有30位酪氨酸是不可替代的,因为在血红素活性位点二级结构中30位的酪氨酸同时拥有氢键网络和疏水相互作用。 人工金属酶设计已经取得巨大的发展,但是,很少有人工设计的酶与天然酶活性相媲美。而且,人工设计的酶在去折叠状态的结构和功能有较少的研究。本文中,我们发现c-型Cyt b5血红素(heme)与蛋白肽链之间通过Cys(半胱氨酸)形成共价连接的N57C/S71C Cyt b5在Gdn·HCl诱导的去折叠状态下,由六配位变成五配位,从而空出一个血红素结合位点,有助于活化H2O2和底物的结合。Stopped-flow动力学实验更进一步表明c-型Cyt b5在去折叠状态所具有的过氧化物酶活性可与最具催化效率的辣根过氧化物酶相媲美。本篇论文为人工设计金属蛋白酶提供了另外一种思路,即可在非天然状态下探究酶的活性。