[發(fā)明專利]一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210086028.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN114334023A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬瑩瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C10/00
• 分類號(hào): G16C10/00;G16C20/10;G16B5/00
• 代理公司: 陜西銘一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61287
• 代理人: 李天麗

本發(fā)明公開了一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，步驟包括：S1、在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)文件中收集蛋白質(zhì)的初始結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)文件的基礎(chǔ)上得到催化酶的初始結(jié)構(gòu)文件；S2、將蛋白質(zhì)初始結(jié)構(gòu)文件導(dǎo)入AMBER軟件，進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，模擬蛋白環(huán)境；S3、將不同外在環(huán)境(如不同pH值等)作為干擾條件，記錄不同干擾條件下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化；S4、將分子動(dòng)力學(xué)模擬后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)文件導(dǎo)入高斯軟件；利用高斯軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。該基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，通過快速的計(jì)算能力，得到催化酶在不同狀態(tài)下氨基酸和底物作用，使人們對(duì)各種催化酶的性質(zhì)更加了解，更有利于以后的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法。

背景技術(shù)

催化酶有加速或減慢化學(xué)反應(yīng)的作用，在一個(gè)活細(xì)胞中同時(shí)進(jìn)行的幾百種不同的反應(yīng)都是借助于細(xì)胞內(nèi)含有的相當(dāng)數(shù)目的酶完成的。它們?cè)诖呋磻?yīng)專一性，催化效率以及對(duì)溫度、pH值的敏感等方面表現(xiàn)出一般工業(yè)催化劑所沒有的特性。

動(dòng)物體內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，在處于不同狀態(tài)時(shí)，相同酶對(duì)動(dòng)物體的作用和作用程度也會(huì)有變化，而這些變化難以掌控，同時(shí)由于動(dòng)物體內(nèi)涉及的化學(xué)元素非常多，因此受成本限制，無(wú)法進(jìn)行一一實(shí)驗(yàn)，所以我們提出一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法來(lái)解決問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服實(shí)驗(yàn)麻煩，時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本高問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，具有實(shí)驗(yàn)方便，時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本低的作用。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)技術(shù)目的采用如下技術(shù)方案：一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，步驟包括：

S1、在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)文件中收集蛋白質(zhì)初始結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)文件的基礎(chǔ)上得到催化酶的初始結(jié)構(gòu)文件；

S2、將蛋白質(zhì)初始結(jié)構(gòu)文件導(dǎo)入AMBER軟件，進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，模擬蛋白環(huán)境；

S3、將不同外在環(huán)境(如不同pH值等)作為干擾條件，記錄不同干擾條件下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化；

S4、將分子動(dòng)力學(xué)模擬后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)文件導(dǎo)入高斯軟件，利用高斯軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；

S5、根據(jù)設(shè)計(jì)的酶催化反應(yīng)路線，優(yōu)化反應(yīng)物、過渡態(tài)、中間體以及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，并得到其相應(yīng)的能量

S6、利用高斯軟件計(jì)算不同模擬環(huán)境下的反應(yīng)能壘。

所述催化酶包括動(dòng)物自身分泌的酶和通過藥物攝入的酶。

所述S1中數(shù)據(jù)采集對(duì)象包括細(xì)菌和病毒。

所述化學(xué)反應(yīng)模擬過程中的能壘計(jì)算公式為：E_barrier＝E_TS-E_Re；

其中，E_TS應(yīng)該為過渡態(tài)的能量，E_Re表示反應(yīng)物能量。

所述干擾條件包括：溫度干擾、酸堿度干擾、藥物干擾。

本發(fā)明具備以下有益效果：

該基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，通過快速的計(jì)算能力，得到催化酶在不同狀態(tài)下氨基酸和底物作用，使人們對(duì)各種催化酶的性質(zhì)更加了解，更有利于以后的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

一種基于計(jì)算機(jī)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)計(jì)算方法，步驟包括：