Office of Academic Resources
Chulalongkorn University
Chulalongkorn University

Home / Help

AuthorChittima Laohpongspaisan
TitlePreferential binding sites of waters in the HIV-1 protease pocket by quantum chemical calculations / Chittima Laohpongspaisan = ตำแหน่งยึดจับที่เหมาะสมของน้ำในโพรงของ เอชไอวี-1 โปรติเอส โดยวิธีการคำนวณทางเคมีควอนตัม / จิติมา เลาห์พงศ์ไพศาล
Imprint 2002
Connect tohttp://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/11096
Descript xvi, 104 leaves : ill., charts

SUMMARY

Role of water in the HIV-1 protease pocket, has been investigated, based on quantum chemical calculations. The interaction energies between amino acid cluster and water molecules were evaluated and compared using various methods. X-ray structure of the HIV-1 PR and of the oxygen atoms of water were taken from Protein Data Bank. The six water molecules in the crystallographic structure of the HIV-1 PR have been taken into consideration. Position of the oxygen atom of water was fixed but its orientation around the oxygen was optimized. The size of amino acid cluster was increased until consistency of the interaction energy was reached. The results show that the optimal radius of the cluster is between 5.0 and 5.5 A around water molecule accommodating 4-8 amino acid residues. The MM method, and hence the QM/MM fail to describe the investigated system while the DFT/B3LYP is the most appropriate method. Role of water molecules both in hydrolysis mechanism and in stabilizing the enzyme structure have been analyzed in terms of interaction energy and found that the calculated values for W301, W607, W566, W608, W406 and W426 are as follows; -11.49, -8.92, -11.35, -10.05, -2.88 and -8.11 kcal/mol, respectively. For W406, the interaction of -2.88 kcal/mol suggested that its role in stabilizing enzyme structure is supposed to differ from the other structural water molecules, i.e., instead of holding the enzyme by forming the hydrogen bond, it supposes to repel the residues in order to prevent them from getting collapse.
งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษา บทบาทของโมเลกุลน้ำในโพรงของ เอช ไอ วี-1 โปรติเอส พี อาร์ ด้วยระเบียบวิธีการคำนวณทางเคมีควอนตัม โดยศึกษาแรงกระทำระหว่างโมเลกุลน้ำกับคลัสเตอร์ของกรออะมิโน เปรียบเทียบกันระหว่างระเบียบวิธีทางเคมีคอมพิวเตอร์หลายวิธี และใช้ข้อมูลโครงสร้างของ เอช ไอ วี-1 พี อาร์ และ ของอะตอมออกซิเจนของน้ำได้จากโปรตีน ดาตา แบงค์ งานวิจัยนี้ทำการศึกษาน้ำ 6 โมเลกุล ที่พบอยู่ในโครงสร้างผลึกทางเอกซ์เรย์ของ เอช ไอ วี-1 พี อาร์ ดังกล่าว โดยกำหนดให้ตำแหน่งอะตอมออกซิเจนคงที่ และปรับการวางตัวของโมเลกุลน้ำให้อยู่ในตำแหน่งที่พลังงานต่ำที่สุด ในส่วนของเอนไซม์นั้นได้ปรับ ขนาดของคลัสเตอร์จนกระทั่ง อันตรกริยาระหว่างน้ำกับคลัสเตอร์ของกรดอะมิโนมีค่าคงที่ ซึ่งพบว่า รัศมีของคลัสเตอร์ของกรดอะมิโนที่เหมาะสมมีค่าประมาณ 5.0-5.0 อังสตรอม รอบอะตอมออกซิเจนของน้ำ และมีจำนวนของกรดอะมิโน ประมาณ 4-8 กรดอะมิโน นอกจากนี้ยังพบว่า ระเบียบวิธีกลศาสตร์เชิงโมเลกุล ซึ่งรวมไปถึง ระเบียบวิธีผสมระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์เชิงโมเลกุล ไม่สามารถอธิบายระบบที่ศึกษาได้ ขณะที่วิธีทางเดนซิตี ฟังก์ชันนอล มีความเหมาะสมมากที่สุด นั้นสามารถที่จะอธิบาย ระบบดังกล่าวได้ ผลการศึกษานี้ได้วิเคราะห์และเปรียบเทียบบทบาทของน้ำทั้งที่มีส่วนในการเร่งปฏิกิริยา และที่ช่วยพยุงโครงสร้างในรูปของอันตรกิริยาระหว่างน้ำ และคลัสเตอร์ของกรดอะมิโน ซึ่งค่าพลังงานที่คำนวณได้สำหรับน้ำ W301, W607, W608, W406 และ W426 ดังกล่าวมีค่า -11.49, -8.92, -11.35, -10.05, -2.88 และ -8.11 กิโลแครอลีต่อโมล ตามลำดับ สำหรับน้ำ W406 นั้น ค่าอันตรกิริยา -2.88 กิโลแครอลีต่อโมล ชี้ให้เห็นว่าน้ำตัวนี้มีบทบาทในการพยุงโครงสร้างของเอนไซม์ต่างจากน้ำโมเลกุลอื่น กล่าวคือ แทนที่จะทำหน้าที่ตรึงโครงสร้างโปรตีนด้วยพันธะไฮโดรเจน แต่สันนิษฐานว่าน่าจะมีส่วนในการผลักกับเรซิดิวส์ของเอนไซม์เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างโปรตีนยุบตัวลง


Water HIV (Viruses) AIDS (Disease) Protease Quantum chemistry

LOCATIONCALL#STATUS
Science Library : Thesisวพ.2545 / 3111CHECK SHELVES
Central Library @ Chamchuri 10 : Thesis450141LIB USE ONLY

Chulalinet's Book Delivery Request




Location



Office of Academic Resources, Chulalongkorn University, Phayathai Rd. Pathumwan Bangkok 10330 Thailand

Contact Us

Tel. 0-2218-2929,
0-2218-2927 (Library Service)
0-2218-2903 (Administrative Division)
Fax. 0-2215-3617, 0-2218-2907

Social Network

  line

facebook   instragram