Reaction Mechanism for Cocaine Esterase-Catalyzed Hydrolyses of (+)- and (−)-Cocaine: Unexpected Common Rate-Determining Step
作者:Junjun Liu、Xinyun Zhao、Wenchao Yang、Chang-Guo Zhan
DOI:10.1021/jp200975v
日期:2011.5.5
(+)-cocaine consists of nucleophilic attack of the hydroxyl group of Ser117 on the carbonyl carbon of (+)-cocaine benzoyl ester and the dissociation of (+)-cocaine benzoyl ester. The first reaction step of deacylation of (+)-cocaine, which is identical to that of (−)-cocaine, is rate-determining, indicating that CocE-catalyzed hydrolyses of (+)- and (−)-cocaine have a common rate-determining step.
已进行第一性原理量子力学/分子机械自由能计算,以检查可卡因酯酶 (CocE) 催化 (+)-可卡因水解的催化机制,并与 CocE 催化 (−)-可卡因水解进行比较。研究表明,(+)-可卡因的酰化过程由Ser117的羟基对(+)-可卡因苯甲酰酯的羰基碳的亲核攻击和(+)-可卡因苯甲酰酯的解离组成。 (+)-可卡因脱酰化的第一个反应步骤与 (−)-可卡因相同,是限速反应,表明 CocE 催化的 (+)- 和 (−)-可卡因水解有一个共同点速率决定步骤。计算结果预测 CocE 对 (+)-可卡因的催化速率常数应与 CocE 对 (−)-可卡因的催化速率常数相同,而人丁酰胆碱酯酶催化 (+)- 和 (+)- 和 (-)- 可卡因的水解之间存在显着差异。 (−)-可卡因。该预测已通过 CocE 催化 (+)-可卡因水解与 CocE 催化 (−)-可卡因水解的实验动力学分析得到证实。所确定的共同限速步