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酰基肽水解酶反应通道的理论研究

金韩勇  
【摘要】:酰基肽水解酶(APH,EC 3.4.19.1)是一类独特的丝氨酸蛋白酶,属于脯氨酰寡肽酶(POP)家族。该家族的成员参与了多种代谢途径的调控,例如信号转导、肽类激素和神经多肽的成熟与降解,所以在血压调控、健忘忧郁以及阿尔兹海默症等疾病的药物设计中它们成为了一类新的靶标。目前,关于p-硝基苯辛酸盐(pNPC8)和Ac-亮氨酸-硝基苯胺(Ac-Leu-pNA)等配体进出APH活性口袋通道的机制依然不甚了解。在本次研究中,pNPC8和Ac-Leu-pNA被分别对接进APH中的活性位点后,我们又依次运用了随机加速动力学模拟(RAMD)以及拉伸分子动力学模拟(SMD)分别对这两种配体从APH中离去时采用的解离通道进行了研究。研究中我们发现存在三条出现频率较高的主要通道,分别是P1、P2A和P3。通过对拉伸过程中拉力变化以及沿着各反应坐标平均力势变化的比较,我们发现P2A和P1分别是pNPC8和Ac-Leu-pNA的最佳通道。同时在此基础上我们也发现了一条之前一直未报道过的新的P3通道。此外,在确定了主次通道后我们分别对以上三条通道的中各残基在配体从APH中解离过程中的作用进行了分析。研究表明,Arg526在P2A通道中发挥了重要的作用,在配体离去过程中可能起着阻碍离去的作用。而当配体通过P1和P3通道离去时,Phe485–Arg526和Lys24–Phe41之间的cation–π作用也都分别会被降低。因此,除了Ac-Leu-pNA外,P1和P3通道不是作为主要通道发挥作用。本次研究在动力学和相互受配体相互作用的角度上,为对APH中配体离去通道的研究提供了一个新的视角。


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