葡萄糖激酶(glucokinase,GK)催化葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖,是糖代谢的第一步,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.对青年型早发糖尿病(maturity-onset diabetes of the young 2,MODY 2)型和高胰岛素性低血糖症(persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy,PHHI)型的深入研究证实了GK活性改变与糖尿病的发生有关.为了研究GK活性改变的机理,通过分子动力学模拟和隐性溶剂的自由能的计算对GK的单点突变M197V(Met197→Val)进行了理论研究.通过GK的Cα原子均方根浮动变化(Root mean square fluctuation,RMSF)和动态相关性矩阵(Dynamic cross-correlation matrices,DCCM)分析,显示M197V突变导致GK在活化状态的构象更加稳定.通过包结自由能分析,表明M197V突变可以增加GK对葡萄糖的包结亲合性,并且理论预测突变前后的相对包结自由能差值和已有的实验结果非常吻合.研究结果很好地从原子水平解释了GK的M197V突变的活化机理.
