作为聚酮合酶最后一个结构域,硫酯酶调控着产物的环化/水解以及释放。有实验将匹马霉素聚酮合酶中的Pim G敲除,并获得三种药效高、毒性小的匹马霉素衍生物,但相比匹马霉素它们产量很低。因而,研究匹马霉素硫酯酶与天然底物及非天然底物的相互作用对于提升衍生物产量很有意义。实验室之前的工作表明,I型聚酮合酶硫酯酶在底物催化过程中会出现“预反应态”结构,该结构对环化反应的发生具有决定性作用。本文在此基础上,首先通过MD模拟和QM/MM计算方法,解析了硫酯酶和该衍生底物反应的构象转变、识别模式、产物释放等,找到了参与识别的关键氨基酸;接下来对天然底物和非天然底物结合模式以及作用机制的差异进行研究,发现两个体系在“预反应态”形成的比例上差别不大,但是底物在酶中的分子构型及环化反应能垒都有不同,根据蛋白-底物作用模式分析进行的蛋白改造实验验证也证实了突变有效;最后,我们对实验中发现的硫酯酶L170R突变可以改变催化方向的现象进行模拟,并给出详细解释和水解势能面计算。对匹马霉素硫酯酶的研究不仅为匹马霉素衍生药物的开发提供了可能性,也对其它大环内酯类抗生素硫酯酶催化机理的阐明具有一定借鉴意义。