神經(jīng)氨酸酶突變H1N1流感病素的抗藥性預(yù)測研究.pdf

1、從2009年四月份以來，H1N1流感病毒的爆發(fā)引起了全世界的關(guān)注。世界衛(wèi)生組織和疾病預(yù)防與控制中心一致認(rèn)為奧司他韋是治療感染流感病毒病人最有效的抗病毒藥物。但是，在2010年二月份世界衛(wèi)生組織宣布已經(jīng)發(fā)現(xiàn)200多個(gè)病例出現(xiàn)了針對(duì)奧司他韋出抗藥性。
　　 奧司他韋（達(dá)菲）是神經(jīng)氨酸酶(NA)的抑制劑，神經(jīng)氨酸酶在流感病毒復(fù)制，釋放和致病過程中起著非常重要的作用。奧司他韋口服后經(jīng)肝臟和腸道酯酶催化迅速轉(zhuǎn)化為其活性代謝物奧司他韋羧酸，

2、奧司他韋羧酸的構(gòu)型與神經(jīng)氨酸的過渡態(tài)相似，能夠競爭性地與流感病毒神經(jīng)氨酸酶的活性位點(diǎn)結(jié)合。流感病毒NA有9個(gè)亞型，根據(jù)遺傳和結(jié)構(gòu)特性分了兩類，第一類NA包括N1，N4，N5，N8，；另一類包括N2，N3，N6，N7和N9。第一類和第二類的不同在于150-loop(殘基147-152)活性位點(diǎn)附近是否有一個(gè)大的空腔。但是，催化位點(diǎn)在所有類中都是保守的。催化位點(diǎn)(R118、D151、D152、R224、E276、R292、R371和Y406

3、)被發(fā)現(xiàn)和唾液酸相互作用，而一些輔助位點(diǎn)(E119、R156、W178、S179、D198、1222、E227、H274、E277、N294和E425)被認(rèn)為支持催化位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。在流感病毒NA的N1亞型中，已證實(shí)H274Y和N294S流感病毒株對(duì)達(dá)菲表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的抗藥性。在N2和N9亞型中，感染E119V、I222V和R292K突變株的病人對(duì)達(dá)菲表現(xiàn)出了抗性。在2009年爆發(fā)的H1N1流感病毒株中，H274Y突變株對(duì)達(dá)菲的敏感性平均降低

4、了1466倍。所以，流感病毒NA活性位點(diǎn)的突變有可能影響到流感病毒株對(duì)達(dá)菲的敏感性的改變。
　　 本論文，我們從NCBI數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)了6種新的H1N1流感病毒NA活性位點(diǎn)改變的突變株(E119K、D151G、S179P、D198G、R292W和Y406H)，通過同源建模、分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)模擬和自由能計(jì)算研究了這些突變株對(duì)達(dá)菲的抗藥性，并且對(duì)有抗藥性的突變株進(jìn)行了殘基能量分解計(jì)算，分析了抗藥性機(jī)制。和WT-OTV復(fù)合物比較，突

5、變S179P-OTV和R292W-OTV分別使結(jié)合自由能下降了-9.5kcal/mol和-11.88kcal/mol，這表明了S179P和R292W突變對(duì)達(dá)菲產(chǎn)生了抗藥性。在突變S179P中，非極性氨基酸脯氨酸取代了極性氨基酸絲氨酸，所以原來起主導(dǎo)作用的極性相互作用降低了2.28kcal/mol。另外Glu227形成的氫鍵數(shù)目的減少也驅(qū)使S179P對(duì)達(dá)菲產(chǎn)生抗藥性。在R292W突變中，色氨酸取代精氨酸縮小了側(cè)鏈的大小，這有可能增大了結(jié)合