理論および計算科学ジャーナル
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概要

リン酸含有化合物の加水分解反応に関する包括的な理論モデル

ハマド・アリ・ハッサン、サダフ・ラニ、ファルーク・アハマド・キアニ、ステフェン・フィッシャー、ソハイブ・アスラム、アベラ・シカンダル

リン酸含有化合物の加水分解は、水の O–H 結合と基質の P–O 結合の切断を必要とする生物学における重要な化学反応です。最新の計算により、加水分解中に攻撃する水からリン酸含有基質への 2 つのプロトン移動モード、つまり a) 直接プロトン移動と b)媒介塩基を介したプロトンリレーが明らかになりました。加水分解メカニズムは、O–H 結合と P–O 結合が切断される順序、脱離する求核剤の強度、およびプロトン移動モードに基づいて分類できることを指摘します。これにより、P–O–X (X=P, C) 結合を加水分解するために酵素が使用する 2 つの特殊な触媒戦略を理解するために使用できるスキームが得られます。1) 酵素は脱離基の求核剤強度を低下させて、切断しやすい P–O l 結合の切断を促進し_、リン酸反応中心から脱離する求核剤に形式上の負電荷を 1 つ移動させます。 2) 多くの酵素は、攻撃する水分子からリン酸反応中心への直接的なプロトン移動を避けます。直接的なプロトン移動は、リン酸反応中心に過剰なプロトン（正電荷）を置き、リン酸と脱離する求核剤との間の P–O _l結合の切断を妨げます。逆に、攻撃する水からリン酸反応中心への、補助水または補助触媒塩基を介した間接的なプロトン移動は、P –O _l結合の切断を妨げません。これらの 2 つの戦略は、多くのリン酸加水分解酵素に存在します。