肝纖維化新靶標BRD4蛋白抑制機制研究與虛擬篩選.pdf

1、在后基因組時代，基因表達中的表觀遺傳已然成為當前的研究熱點，受到了越來越多人的重視。組蛋白的翻譯后修飾，通常又叫做組蛋白密碼，作為表觀遺傳中的重要內容之一，可以影響染色質的結構并且決定著核染色體的整體形態(tài)。能夠識別組蛋白或DNA共價修飾的的表觀遺傳標記物被稱作是“Readers”，Bromodomain(BRD,中文名亦稱溴-結構域)就是這樣一種能夠特異性識別乙酰化組蛋白尾部的蛋白結構域。BRD普遍存在于人體的重要蛋白質中，與炎癥、腫瘤

2、、心血管等許多重要疾病的發(fā)生都息息相關。近些年來，BRD4作為BRD大家族的一員已經(jīng)成為許多重大疾病一個新興的藥物靶標，肝纖維化就是其中重要的一個，BRD4蛋白主要通過調節(jié)肝星狀細胞的基因表達來實現(xiàn)肝纖維化的逆轉，越來越多有較好活性的BRD蛋白抑制劑也通過實驗相繼得到。但是，更為詳細的BRD蛋白抑制機制尤其是抑制劑與BRD蛋白的結合動力學過程卻一直不是非常明了。
　　本論文通過計算模擬和虛擬篩選的方法，探究了BRD4蛋白的抑制機制

3、，隨后從天然產(chǎn)物小分子庫中篩選出了對BRD4蛋白打分值較高的若干化合物。
　　論文第一章主要綜述了表觀遺傳、組蛋白的化學修飾和Bromodomain（BRD）蛋白之間的相互關系，強調了BRD在人類疾病通路中的重要作用。還介紹了BRD的分類、結構、功能以及研究BRD的具體意義所在。之后，小結了計算模擬在藥物研究中應用的一些基本方法和概念，包括分子力學、量子化學計算和分子動力學等，以及虛擬篩選。
　　論文的第二章，通過運用經(jīng)典的

4、分子動力學（MD）模擬和高精度密度泛函水平下的QM/MMMD模擬，揭示了BRD4蛋白中ZA-loop的動力學特性和它與結合口袋大小的相互關系。除此以外，我們的模擬還發(fā)現(xiàn)了化合物（-）-JQ1在熱力學上能夠很好地適應BRD4結合口袋但是結合動力學上卻是不可行的，它的外消旋體（+）-JQ1被證實了無論是在熱力學還是結合動力學上都非常滿足與BRD4蛋白結合的條件，這也合理的解釋了實驗上測得的（+）-JQ1對BRD4有很好抑制效果（IC50=7

5、6nM）而（-）-JQ1（IC50>10,000nM）卻沒有的結果。此外，ZA-loop上的Leu92、Leu94、Tyr97和BC-loop上Asn140等一些氨基酸殘基被發(fā)現(xiàn)在（+）-JQ1的結合/釋放過程中發(fā)揮了重要的作用。
　　論文第三章運用了虛擬篩選的方法，基于上述 BRD4蛋白結構與機制方面的研究，篩選了ZINC數(shù)據(jù)庫中的天然產(chǎn)物小分子庫，獲得了一批打分較好的化合物結構，并且完成了這些結構對接進入BRD4蛋白后的相互作