مهدی ایرانی

در این پژوهش از نظریه تابعی چگالی برای مطالعه مکانیسم واکنش کاتالیستی آنزیم گلی اکسالازI انسانی استفاده شد. گلی‎اکسالازI، هر دو انانتیومر R و S همی‎تیو استال را به -D-S لاکتویل گلوتاثیون تبدیل می‎کند. برای مدل سازی جایگاه فعال آنزیم، از روش کلاستر استفاده شد. چهار مدل مختلف (M1, M2, M3, M4) از جایگاه فعال آنزیم با اندازه های مختلف از گلوتامات(Glu)های سایت فعال ساخته شد. مدل های M2 وM4 دارای یک مولکول آب و ترئونین-101 اضافی نسبت به دو مدل دیگر هستند. مدل های M3 و M4 دارای Glu-99 کوچک تری نسبت به دو مدل M1 وM2 هستند. هر مدل بسته به جهت گیری اتم هیدروژن الکلی سوبسترا (به سمت Glu-99 یا Glu-172) به ترتیب R یا L، و نوع مرکز کایرال سوبسترا (R یا S)، چهار حالت مختلف (S-R، S-L، R-R و R-L) می تواند داشته باشد. مکانیسم کاتالیزوری هر دو انانتیومر از سوبسترای آنزیم با مدل های ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های M1 و M3 روندهای منطقی مورد انتظار برای سد انرژی فعال سازی مرحله اول واکنش را به درستی نشان می دهند. از این رو این مدل ها منطقی‎تر از مدل‎های M2 و M4 هستند. همچنین نتایج نشان داد که حالت R-L در مرحله اول واکنش در دو مدل M1 و M3 دارای سد انرژی فعال‎سازی بسیار بالا می باشد. در نتیجه این حالت منجر به محصول نمی شود. حالت S-Rدر مرحله اول واکنش در مدل M1 دارای سد انرژی فعال‎سازی بالا می باشد، این حالت نیز برای مدل M1 بررسی نشد و ادامه مسیر واکنش از این حالت فقط در مدل M3 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد هیچ یک از حالت‎ها با انانتیومر S منجر به تولید محصول با انانتیومر اشتباه نمی شود. ولی برای حالت R-R محصول با انانتیومر اشتباه تشکیل می‎شود. به ‎طور‎کلی روش کلاستر حتی برای مدل‎های نامتقارن به نتیجه تجربی دلخواه نمی‎رسد. هر‎چند که مدل M3 (مدلی که مولکول آب اضافی و ترئونین-101 ندارد و مدل Glu-99 آن کوچک تر است) روند تجربی را تا حدودی به‎درستی نشان می دهد. نتیجه گیری شد که مدل M3 مدل قابل‎قبول‎تری است که نتایج آن با نتایج تجربی مطابقت بیشتری دارد.