مینا غیاثی، بهاره نوحی، منصور زاهدی،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۳۹۳ )
چکیده
رایج‌ترین و مهم‌ترین مکانیزم دفاعی باکتریایی نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام، تولید آنزیم‌های بتالاکتاماز است. این داروها از طریق هیدرولیز و شکست حلقه ۴-عضوی پیوند بتالاکتام، طی مکانیزمی دو مرحله‌ای، شامل حمله نوکلئوفیلی یون هیدروکسید پل و پروتونه شدن گروه آمین، غیرفعال می‌شوند. طی این واکنش یون‌های فلزی نقش مهمی را در فرآیند کاتالیستی ایفا می‌کنند. البته با وجود بررسی‌های متعدد، هنوز مکانیزم عملکرد این آنزیم‌ها نامشخص و بازدارنده مناسب برای آن‌ها گزارش نشده است. نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از روش B۳LYP و سری‌های پایه ۶-۳۱G، ۶-۳۱G* و ۶-۳۱۱G**، برای محاسبه جزئیات ساختار و انرژی الکترونی واکنش کاتالیستی بخش فعال آنزیم CcrA از خانواده آنزیم‌های متالوبتالاکتاماز (M&betaLs)، آنتی‌بیوتیک بتالاکتام پنی‌سیلین و کمپلکس‌های تشکیل شده شامل ES، ETS۱ ، INT۱، INT۲، ETS۲ و EP به‌ترتیب، به‌کار گرفته شده است. هم‌چنین توابع ترمودینامیکی نظیر، آنتالپی استاندارد (∆Hº )، آنتروپی استاندارد (∆Sº ) و انرژی آزاد گیبس استاندارد (∆Gº ) واکنش، برایETS۱ ، ETS۲ و برای کل واکنش، در دماهای C° ۲۵، C° ۳۱، C° ۳۷ و C°۴۰ و فشار ۱ اتمسفر، بررسی شد. در همۀ محاسبات اثر حلال با روش PCM برای حلال‌های آب، اتانول، محیط پروتئینی، نیترومتان و تتراکلرید کربن در نظر گرفته شده است. در نهایت این واکنش طی یک فرآیند گرمازا و خود به خودی، به پایداری می‌رسد و مرحلۀ اول مکانیزم واکنش، یعنی حملۀ نوکلئوفیلی، مرحلۀ تعیین‌کننده سرعت است
