国际量子分子科学院院士高加力教授做客第301期化苑讲坛
报告题目：Functional protein dynamics on enzyme catalysis
报 告 人 ：高加力教授
报告时间：2017年11月13日（周一）上午9:00
报告地点：化学楼二楼一号会议室
报告人简介：
高加力，教授，国际量子分子科学院院士，国家计划。1982年在北京大学获得学士学位，1987年在美国普渡大学获得博士学位，同年前往美国哈佛大学从事博士后研究。1990-1994年担任美国纽约州立大学助理教授，1994-1997年担任美国纽约州立大学副教授，1997-1999年担任美国州立大学教授，2000年-至今，担任美国明尼苏达大学教授。高加力教授一直致力于生物大分子体系的研究。主要包括蛋白动力学，酶催化，生物体系反应及分子自组装，生物物理和计算方法的发展。目前主要致力于以下几个方面的研究：1）生物大分子体系全量子化学方法；2）多态密度泛函理论；3）生物分子的相互作用与酶催化；4）溶剂效应、反应活性与物质结构的研究。
高加力教授曾获世界理论导向化学家协会（WATOC）颁发的狄拉克奖章、艾伯特霍夫曼拜年纪念奖、IBM学院奖学金等国际大奖。获邀担任美国化学会Journal of Chemistry Theory and Computation（JCTC）副主编、Theoretical Chemistry Accounts（TCA）、Journal of Theoretical and Computation Chemistry（JTCC）等国际期刊的高级编辑。
高加力教授已在Science, Chem. Rev., Acc. Chem. Res, PNAS, Angew. Chem. Int. Ed.和JACS等国际著名刊物上发表学术论文230余篇，累计被引用3.6万余次，h-index为76。
报告内容简介：
Enzymes are remarkable catalysts that can accelerate the reaction rates as much as 20 orders of magnitude. For example, orotidine 5'-monophosphate decarboxylase (OMPDC) catalyzes the exchange of CO2 for a proton at the C6 position to form uridine 5'-monophosphate (UMP) with a rate increase of 1017 relative to the uncatalyzed reaction. In this talk, I will present analysis of the effect of protein dynamic fluctuations from combined quantum mechanical and molecular mechanical simulations of two proteins. It was found that specific dynamic motions of the proteins are intimately coupled to the function and catalytic mechanism of the catalyzed reactions, by directly affect activation barrier and by controlling the access of water in the active site. In one case, even small changes in the position of the substrate OMP could increase the barrier height by 5 to 10 kcal/mol due to hydrogen bonding interactions. In the LOV domain, a photoreceptor protein, distance mutations significant alter a gating mechanism for water access in the active site and its dark-state recover rate. Analyses of molecular dynamics trajectories help reveal the interplay of protein conformational dynamics and access of water in the active center of the proteins.
