Molecular Dynamics Simulations of Carbonic Anhydrase's Thermostability for Carbon Capture Applications

Sammanfattning

Ett ökat utsläpp av CO2 har resulterat i den globala uppvärmningen, vilket utsätter hela mänskligheten för fara. Avskiljning och lagring av koldioxid (CCS) är en av de mest konventionella metoderna för koldioxidavskiljning. Möjligheten att tillsätta karbanhydras (CA) till dessa system har undersökts då de har en hög katalytisk aktivitet för koldioxidhydrering. Dock så måste dessa enzym klara av de höga temperaturer för att kunna tillämpas. Därmed eftersöktes mutanter med hög termostabilitet. Rekonstruktion av förfäderssekvenser (ASR) har använts för detta ändamål. I syfte att hitta en förundersökningsmetod för att identifiera mer termostabila mutanter före karakterisering av dem på laboratoriet, så har molekyldynamiska simuleringar (MD) undersökts. Ett fylogenetiskt träd med hjälp av ARS skapades från gensekvenser av CA från termofila mikroorganismer. Totalt simulerades 11 mutanter och en vildtyp-CA under 100 ns vid 363 K och 393 K. Root mean square deviation (RMSD), root mean square fluctuation (RMSF), antal vätebindningar inom monomererna av enzymerna samt emellan monomererna av dimerena undersöktes. Inga fastställda resultat kunde bestämmas angående vilka mutanter som var mest termostabila. Förslag på de minst termostabila angavs (S_N3, S_N4, N2 och PmCA).