P-糖蛋白藥物綁定多特異性的分子動力學(xué)模擬與機(jī)理研究.pdf

1、ABC(ATPbindingcassette)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族是一大類跨膜蛋白，其主要功能是利用ATP水解產(chǎn)生的能量將與其結(jié)合的底物排出細(xì)胞外。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族包含了100余種膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，廣泛存在于細(xì)菌、植物和哺乳動物的各種細(xì)胞中，主要功能包括有毒物質(zhì)的輸出，營養(yǎng)物質(zhì)的攝人，離子、多肽和細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)運(yùn)等。P-糖蛋白又稱P-gp(p-glycoprotein)是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族中重要的成員之一，P-gp作為多藥傳輸泵，在超過半數(shù)的人類

2、癌癥疾病中被指出與癌癥的多藥耐藥性相關(guān)。最近，高分辨率的老鼠的P-gp的X射線的晶體結(jié)構(gòu)得到解析，這是有關(guān)哺乳動物的P-gp結(jié)構(gòu)第一次以高分辨率解析出來，此工作對P-gp的結(jié)構(gòu)和功能的闡述起到了決定性的作用，并對進(jìn)一步設(shè)計(jì)出P-gp的高效抑制劑和高效抗癌藥物提供了堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
　　 本論文的研究工作分為兩部分。
　　 在第一部分中，我們基于P-gp的晶體結(jié)構(gòu)：三個(gè)P-gp的蛋白分子結(jié)構(gòu)模型，分別是開口向細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)、

3、開口向細(xì)胞內(nèi)并且綁定了QZ59-RRR抑制劑分子的結(jié)構(gòu)、開口向細(xì)胞內(nèi)并且綁定了QZ59-SSS抑制劑分子的結(jié)構(gòu)，添加了水分子與細(xì)胞膜雙分子層以恰當(dāng)?shù)姆抡姝h(huán)境，并對這三種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了10納秒的分子動力學(xué)模擬，P-gp這三種結(jié)構(gòu)的動力學(xué)變化顯示出Pgp綁定抑制劑的結(jié)合位點(diǎn)具有比較大的柔性，從而使得Pgp具有綁定抑制劑的多特異性(substratepromiscuity)，我們的動力學(xué)模擬具體給出了對Pgp綁定多特異性貢獻(xiàn)大的跨膜區(qū)和相對應(yīng)

4、的殘基，通過分析QZ59-RRR和QZ59-SSS不同抑制劑與Pgp作用模式的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，我們得出了Pgp不同殘基的不同的功能性，并和已有的突變實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
　　 在第二部分中，我們在已知P-gp蛋白質(zhì)序列并基于同源蛋白質(zhì)Msba開口向細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，同源模建了P-gp的開口向細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)也進(jìn)行了10納秒的分子動力學(xué)模擬，并和開口向細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)的動力學(xué)結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，P-gp的開口向細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)的動