文档介绍：浙江大学理学院
博士学位论文
肝糖合成酶激酶3结构与功能的动力学研究及其抑制剂设计
姓名:张娜
申请学位级别:博士
专业:化学
指导教师:俞庆森
20080401
摘要酸/苏氨酸类蛋白激酶,在哺乳动物体内存在两种高度同源的竞蚿亚型。其中度揭示了突变体复合物与野生复合物相比较差的稳定性,并且发现前者疏水作物中的关键性残基均不利于复合物的稳定存在,尤其位于的瞬谢肝糖合成酶激酶瓽是一种多功能的丝氨在肝糖合成,,通过磷酸化多种底物蛋白参与肝糖合成,蛋白的转录激活,细胞增殖、分化和运动等生理过程。然而当其在体内表达不当时,将导致异常的生理功能,引起如阿尔茨海默病,癌症,型糖尿病等人类所难以克服的疾病,目前已成为倍受关注的药物靶点。,然而单个氨基酸的突变却导致该產春衔锬岩晕榷ù嬖凇NA颂讨蚅单个氨基酸突变对该复合物结构的影响以及导致该复合物离解的机理,对复合物的野生型、蚅突变体三个体系分别进行分子动力学模拟,并采用方法计算与慕岷夏芤约敖谢于残基的能量分解。结果表明较强的疏水作用是维持野生型稳定存在的主要作用力,而两个突变体复合物中的疏水作用均遭到了破坏,导致复合物难以稳定存在。尽管蚅突变分别位于和中,但两个突变体复合物中的硐殖隽己玫奈榷ㄐ裕鴄硐治A街植煌男形状态。在春衔镏校捎谥Я吹募跎俚贾率杷饔媒档停琣腘端发生位置的偏移。在春衔镏校捎赑残基是典型的氢键破坏者,使的二级螺旋结构发生扭曲,原来有序的疏水作用遭到了破坏。另外从结合能的角用项的能量对结合表现为不利因素。同时基于残基的能量分解表明突变体复合明显,这些与动力学模拟结果得出偏移或者变形的导致疏水作用降低是一致的。
罨虻牧姿岣訰っ咐嗟慕峁挂约肮δ艿氖迪钟凶胖匾5淖饔谩为了研究蠥突变为约癆对狝春衔锝峁的影响,并探究突变体选择性地对预磷酸化底物失去催化活性的原因,对该复合物野生型、和突变体三个体系分别进行分子动力学模拟,并采用方法计算与慕岷夏芤约敖谢诓谢哪芰糠纸狻结果表明野生型中口袋的三个正电荷残基与磷酸根形成较强的静电作用,复象。而两个突变体复合物中虯的结构均发生了变化,,这与模拟结果得出突变体复合物中静电作用的减少相一致,说明突变体复合物的不稳定性。能具有类似的作用模式也是一致的。同时发现虯比较重要,因此两个残基为设计新型非赫砸种萍撂峁┝私峁固崾尽后者选择性地对哂囊种苹钚浴T擞肁和三种对接手段及分子动力学模拟方法来解释选择性抑制淖饔没恚这与实验测的具有相差不大的抑制效果是一致的。运用同样的方法得到合物结构呈现稍微闭合构象,解释引入预磷酸根使磷酸化效率提高这一实验现的结构变化分布在张开的的⑶胰咧渫ü鞍啄诓康氖杷饔猛绲贾翧的构象扭曲,破坏了磷酸根的线性转移失去催化活性。另外得出突量分解表明突变体复合物中虯相对野生中硐治2焕哪芰贡献,这与突变后的残基相对哂薪系托纬删驳缱饔玫哪芰σ恢碌摹和在三个体系中的贡献值几乎相同,这与和在三个体系在固定预磷酸根时瓾虳是海绵代谢产物的主要成分,前者对高度同源的和及均具有良好的抑制活性,而并在此基础上提出结构修饰。结果表明与和慕岷夏J嚼嗨疲瓺春衔铮浣岷峡诖隒戏⑾郑珻寤闲〉慕岷峡袋及密集的静电作用网络无法容纳的胍基支链,因此对几乎没有摘要Ⅱ
羰基佑階闹Я葱纬闪私先醯那饧一系腘佑隚之外,溴原子与形成疏水作用,、龌芬灿胫芪高活性。着重要意义。运用低能构象搜索于疏水性残基琕琇虲槌傻目诖胩寤洗笄揖哂关键词:肝糖合成酶激酶,分子动力学模拟,疏水作用,磷酸化,分子对接,抑制活性。分子动力学模拟方法揭示了与独特的结合模式:返羰基有纬晌榷ǖ那饧癗佑階闹Я葱纬裳吻抛饔谩3,和残基形成疏水作用。基于该独特的作用模式以及附近是的特异性疏水性残基,该残基对应于为ㄒ在该环上引入支链较长的疏水性取代基,可以在保持选择性的基础上进一步提逵窈炖嘌苌锒訡虶辛己玫囊种谱饔茫液彼厝代基的衍生物有着良好的药理学性质,在此基础上进行结构改造来提高活性有琇以及分子对接街址椒ǖ玫交衔锏牧阶楣瓜螅和模型。结果表明尽管两种方法所得到某些化合物取代基的构象有些差别,但由于这些取代基指向结合口袋的外部,提供给该取代基构象多样化的空间,并且该取代基对活性几乎没有影响,因此对约癈P兔挥刑ù蟮挠跋欤街址椒ň玫良好的虲P汀8軨P偷奶崾炯盎钚钥诖谢男质,返’位周围是一条极性氨基酸链,引入一些体积较小且具有极性的取代基如甲氧基或羟基可以提高活性。泛虰环与芳香性残基的苯环形成吼共轭,最好引入供电性的基团,以便增加环上的电子密度。返位以及淮疏水性的取代基有利于化合物