蠕蟲復(fù)合體Ⅰ與抑制劑作用機(jī)理的分子模擬.pdf

1、蠕蟲引起的疾病種類繁多、傳播廣泛。蠕蟲復(fù)合體Ⅰ是與蠕蟲電子傳遞及能量代謝密切相關(guān)的酶復(fù)合體，是來自于NADH或FADH2的電子進(jìn)入傳遞鏈的入口，而電子傳遞過程形成的質(zhì)子泵是ATP合成的驅(qū)動(dòng)力，故而蠕蟲復(fù)合體Ⅰ的活性被抑制會(huì)造成蠕蟲不能正常產(chǎn)能，而導(dǎo)致其死亡，也因此復(fù)合體Ⅰ成為了潛在的抗蠕蟲藥物設(shè)計(jì)靶點(diǎn)。但由于復(fù)合體Ⅰ本身結(jié)構(gòu)巨大而復(fù)雜，因此對其與抑制劑的相互作用機(jī)制研究較少。極端耐熱菌(Thermus thermophiles)復(fù)合體Ⅰ

2、是目前唯一已通過實(shí)驗(yàn)方法測定三維結(jié)構(gòu)并已知相應(yīng)氨基酸序列的復(fù)合體Ⅰ。本文通過同源建模、分子對接、分子動(dòng)力學(xué)模擬等計(jì)算機(jī)模擬方法對極端耐熱菌及蠕蟲研究模式生物——秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)復(fù)合體Ⅰ與泛醌、深紅醌兩種底物以及Ukulactone A、Ukulactone B、Wortmannilactone F三種結(jié)構(gòu)相似的抑制劑的結(jié)合機(jī)理進(jìn)行研究，尋找其中起到關(guān)鍵作用的氨基酸殘基并闡明它們的作用類型，或?qū)?/p>

3、有助于蠕蟲病防治藥物的開發(fā)及合理改造。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用同源建模以組成極端耐熱菌復(fù)合體Ⅰ的活性口袋的兩亞基Nqo4和Nqo6為模板構(gòu)建了秀麗隱桿線蟲復(fù)合體Ⅰ由CI-49KD和PSST兩亞基組成的活性口袋，并對所構(gòu)建的活性口袋進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明所構(gòu)建模型能量較低、氨基酸殘基的空間結(jié)構(gòu)合理、模型與自身氨基酸的匹配合理，可作為分子模擬研究的受體;
　　(2)通過分子對接得到極端耐熱菌和秀麗隱桿線蟲兩種復(fù)合體Ⅰ活性

4、口袋分別與泛醌、深紅醌兩種底物以及Ukulactone A、Ukulactone B和Wortmannilactone F三種代表性抑制劑的初步結(jié)合構(gòu)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線蟲復(fù)合體Ⅰ活性口袋與三種抑制劑結(jié)合時(shí)，可能出現(xiàn)兩種類型的構(gòu)象:抑制劑的氧雜二環(huán)與受體的CI-49KD亞基相互作用而吡喃環(huán)與PSST亞基相互作用，或抑制的吡喃環(huán)與CI-49KD亞基相互作用而氧雜二環(huán)與PSST亞基相互作用。結(jié)合自由能的計(jì)算結(jié)果表明這兩種結(jié)合模式均有可能是

5、秀麗隱桿線蟲復(fù)合體Ⅰ與抑制劑結(jié)合的最終模式;
　　(3)通過對受體與配體結(jié)合所得到的復(fù)合物的結(jié)合自由能以及三維構(gòu)象分析發(fā)現(xiàn)，底物較長的類異戊二烯結(jié)構(gòu)有利于其與受體上更多的氨基酸殘基相互作用，因此底物與受體的結(jié)合自由能總是強(qiáng)于抑制劑;Thr101、極端耐熱菌復(fù)合體Ⅰ的Met412——對應(yīng)秀麗隱桿線蟲復(fù)合體Ⅰ的Met455對受體與配體的結(jié)合總有較大貢獻(xiàn);大多數(shù)情況下配體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)總是能與受體Nqo4/CI-49KD亞基上的1-2個(gè)氨基