fa بررسی نظری مکانیزم کاتالیستی و مهار آنتی بیوتیک های بتالاکتام به وسیلۀ متالوبتالاکتامازها در حلال ها و دماهای مختلف با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی علمی پژوهشی کاربردی S رایج ترین و مهم ترین مکانیزم دفاعی باکتریایی نسبت به آنتی بیوتیک های بتالاکتام، تولید آنزیم های بتالاکتاماز است. این داروها از طریق هیدرولیز و شکست حلقه 4-عضوی پیوند بتالاکتام، طی مکانیزمی دو  مرحله ای ، شامل حمله نوکلئوفیلی یون هیدروکسید پل و پروتونه شدن گروه آمین، غیرفعال می شوند. طی این واکنش یون های فلزی نقش مهمی را در فرآیند کاتالیستی ایفا می کنند. البته با وجود مطالعات متعدد، هنوز مکانیزم عملکرد این آنزیم ها نامشخص و بازدارنده مناسب برای آنها گزارش نشده است. نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از روش B3LYP و سری های پایه 6-31G، 6-31G* و6-311G**، برای محاسبه جزئیات ساختار و انرژی الکترونی واکنش کاتالیستی بخش فعال آنزیم CcrA از خانواده آنزیم های متالوبتالاکتاماز (M&betaLs)، آنتی بیوتیک بتالاکتام پنی سیلین و کمپلکس های تشکیل شده شامل ES، ETS₁، INT₁، INT₂، ETS₂ و EP به ترتیب، به کار گرفته شده است. همچنین توابع ترمودینامیکی نظیر، آنتالپی استاندارد (∆Hº)، آنتروپی استاندارد (∆Sº) و انرژی آزاد گیبس استاندارد (∆Gº) واکنش، برایETS₁ ، ETS₂و برای کل واکنش، در دماهای  C° 25، C° 31، C° 37 و C°40 و فشار 1 اتمسفر، بررسی شد. در همه محاسبات اثر حلال با روش PCM برای حلال های آب، اتانول، محیط پروتئینی، نیترومتان و تترا کلرید کربن در نظر گرفته شده است. در نهایت این واکنش طی یک فرآیند گرمازا و خود به خودی، به پایداری می رسد و مرحله اول مکانیزم واکنش، یعنی حمله نوکلئوفیلی، مرحله تعیین کننده سرعت است The most prevalent and important mechanism of bacterial resistance to &beta-lactam antibiotics, is the production of &beta-lactamase enzymes which inactivate these drugs by the hydrolytic cleavage of the four-membered &beta-lactam ring during two steps which is including the nucleophilic attack of the bridging hydroxide ion on the substrate and eventual protonation of the leaving amine group. During this reaction, metal ions play an important role in the catalytic process. Despite the availability of &beta-lactamase crystallographic structures, their mechanism of action is still unclear and no clinically useful inhibitors of these enzymes have been reported. Density functional theory (DFT) using B3LYP and 6-31G, 6-31G* and 6-311G** basis sets have been employed to calculate the details of electronic structure and electronic energy of catalytic reaction of CcrA enzyme active center from metallo-&beta-lactamase enzymes (M&betaLs), penicillin from &beta-lactam antibiotics, and the formed complexes including ES, ETS₁, EI₁, EI₂, ETS₂ and EP respectively, has been used. Also all the thermodynamic functions including ∆Hº, ∆Sº and ∆Gº to form two transition states, ETS₁ and ETS₂, and for the total reaction are evaluated at 25 °C, 31 °C, 37 °C and 40 °C and 1 atmosphere pressure. In all calculations solvent effects have been considered by using PCM method for water, ethanol, protein environment, nitro methane and carbon tetrachloride. Finally this reaction proceeds during an exothermic and spontaneous process, and the first step, the nucleophilic attack of the bridging hydroxide ion on the substrate, is the rate-limiting step آنتی بیوتیک های بتالاکتام , آنزیم های متالوبتالاکتاماز (MβLs) , آنزیمCcrA , پنی سیلین , توابع ترمودینامیکی , محاسبات QM , β-Lactam antibiotics , Metallo-β-lactamase enzymes (MβLs) , CcrA enzyme , Penicillin , Thermodynamic functions , QM calculations , 2 3 http://jsci.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3-272&slc_lang=fa&sid=1 bahare noohi بهاره نوحی baharenoohi@yahoo.com 1003194753284600433 1003194753284600433 No دانشگاه الزهرا Mansour Zahedi منصور زاهدی m-zahedi@sbu.ac.ir 1003194753284600434 1003194753284600434 No دانشگاه شهید بهشتی Mina Ghiasi مینا غیاثی ghiasi@alzahra.ac.ir 1003194753284600435 1003194753284600435 Yes دانشگاه الزهرا