姚雪霞

（南京农业大学 工学院，江苏 南京210031）

分子动力学模拟研究活化剂对葡萄糖激酶活性的影响及活化机理

姚雪霞

（南京农业大学 工学院，江苏 南京210031）

葡萄糖激酶（GK）催化葡萄糖转变为6－磷酸葡萄糖，是糖代谢的第一步；GK的活性改变对葡萄糖的代谢影响很大.通过分子动力学模拟研究了葡萄糖激酶活化剂（GKA）对GK活性的影响，探讨了GKA的活化机理.包结自由能分析表明，范德华作用是GK和GKA体系的主要驱动力；与此同时，葡萄糖使得GK和GKA的结合增强.构象分析结果表明，GKA能够在一段时间内限制GK的构象，但不能长久维持GK的活化构象不变，这和以往的实验结果相一致.相关理论分析结果不仅有利于从原子水平解释GKA的活化机理，也可为设计新的用于糖尿病治疗的GKA提供一定的理论参考.

葡萄糖激酶；活化剂；活性；活化机理；分子动力学模拟

葡萄糖激酶（GK）催化葡萄糖转变为6－磷酸葡萄糖，是糖代谢极为关键的一步，所以GK活性异常在糖代谢紊乱的发生发展中起着重要作用［1－2］.文献［3］对GK的晶体结构和催化过程进行了研究，认为GK存在三种构象，即：关闭型、开启型和超开启型.其中，前两种为活性构象，第3种为非活性构象.其催化过程如下：当血糖浓度较低时，GK主要以稳定的超开启构象存在，当葡萄糖分子与之结合后，其构象缓慢转变为开启型构象，然后转变为关闭型构象，在ATP存在下同时发生酶催化反应——葡萄糖磷酸化.反应结束后GK回复到开启型构象，同时释放出6－磷酸葡萄糖（G6P）和ADP.若有新的葡萄糖分子结合则继续发生磷酸化，进入快循环；……