1. 研究目的与意义
葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GOx)，一种氧化还原酶，能有效地氧化β-D-葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢，现今广泛用于食品工业、医学临床诊断与电化学等领域。
葡萄糖氧化酶实际最初发现于1904年，但因当时对其认识不足，并未对其展开过多研究。直至1928年，Muller首先从黑曲霉的无细胞提取液中发现葡萄糖氧化酶并测试其性质，将其命名为葡萄糖氧化酶后，人们才逐渐意识到其价值。
虽然葡萄糖氧化酶的发现已是上世界初，但是人们对于葡萄糖氧化酶的应用仍具有极大兴趣，自2012年以来，每年都有超过1000篇相关论文得到发布。人们对于葡萄糖氧化酶的应用，也从最初的食品工艺加工，转而拓展到了葡萄糖传感器以及生物电化学等方面。
2. 研究内容和预期目标
葡萄糖氧化酶是一种在工业和生物技术中有着广泛应用的酶。因此，有必要深入了解其结构和功能。葡萄糖降解是最普遍的代谢过程。葡萄糖除了在糖酵解过程中分解外，还可被多种酶直接氧化为葡萄糖酸-δ-内酯。实验表明温度会影响葡萄糖氧化酶的结构，从而使之失去活性，本论文通过分子动力学方法研究在分子层面下温度对葡萄糖氧化酶构型的影响。通过改变温度，用分子动力学方法进行葡萄糖氧化酶在水中的理论计算研究。预期目标包括：
(1) 掌握Linux系统使用；
(2) 掌握Gromacs软件使用；
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用分子动力学方法进行葡萄糖氧化酶的构型研究。实验方法和步骤如下:
(1) 采用Gromacs5.0软件，从PDB数据库（http：//www.rcsb.org/）下载葡萄糖氧化酶蛋白结构（PDB ID：1GPE），下载后手动除去结晶水，并补全缺失的原子。
(2) 模拟过程中选用GROMOS53a6力场，将蛋白放入立方体水盒子中，采用SPC水模型，使蛋白离盒子边缘最短距离为1 nm，添加0.5 mol/L NaCl（模拟腊肉中食盐浓度）并使体系达到电中性，使用最速下降法对体系进行能量最小化，然后分别进行400 ps的NVT和NPT平衡，平衡后温度为298.15 K，压力为100 kPa。
4. 参考文献
[1] T Hansson et al. Molecular dynamics simulations[J]. Current Opinion in Structural Biology, 2002, 12(2):190-196.
[2] Jacob A. Bauer et al. Glucose Oxidase, an Enzyme “Ferrari”: Its Structure, Function, Production and Properties in the Light of Various Industrial and Biotechnological Applications[J]. Biomolecules, 2022, 12(3):472.
[3] Stolarczyk, K. et al. NAD(P)-dependent glucose dehydrogenase: Applications for biosensors, bioelectrodes, and biofuel cells[J]. Bioelectrochemistry, 2020, 135:107574.
5. 计划与进度安排
(1) 第1周~第4周，查阅资料，制定实验方案与计划，准备开题报告；外文翻译，论文前言部分的撰写；
(2) 第5周~第8周，掌握Linux系统操作，学会使用Gromacs软件；
(3) 第9周~第12周，改变温度参数，通过分子动力学方法研究葡萄糖氧化酶在水中的动力学过程；
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