基于BRCA基因保守序列活性肽的设计、合成及与靶标RAD51的相互作用
发布时间：2021-08-20 16:21
乳腺癌是威胁女性健康的恶性肿瘤之一,随着年龄的增长患病人数不断增加,其发生涉及了多种基因的变化,这些变化导致细胞的恶性增殖并诱发癌变。研究发现大部分的乳腺癌患者与乳腺癌易感基因（BRCA）的突变密切有关。乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2分别位于人类17号、13号染色体上,都是非常重要的抑癌基因。BRCA1和BRCA2的有害突变会降低基因调控和DNA修复功能,导致受损DNA的积累和细胞内同源重组修复功能的紊乱,从而使乳腺癌、卵巢癌等癌症的发病率增加。DNA同源重组酶RAD51是一种重要的DNA修复蛋白,也是一种被广泛研究的肿瘤抑制基因产物。在维持基因组稳定性和完整性的过程中,同源重组可以准确修复断裂的DNA双链,RAD51是参与修复过程中最重要蛋白之一。BRCA1和BRCA2与RAD51之间的相互作用在同源重组和双链DNA修复过程中起着关键作用。本论文中以BRCA（BRCA1和BRCA2）基因中的保守序列为模板,RAD51的关键肽段为靶标,通过计算机设计筛选出可以改善RAD51作用效果的11条突变肽。利用Fmoc固相合成法合成,反相高效液相色谱（RP-HPLC）分离和纯化,最后经过电...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年世界卫生组织统计新型癌症病发率和死亡率
前言6图1.2DNA的损伤修复RAD51基因位于第15号染色体上，由339个氨基酸残基构成，具有重要的生理功能，是研究较多的抑癌基因，可通过同源重组参与损伤DNA的修复，并且对基因稳定性的维持起着重要作用[40,41]。RAD51家族的基因，包括RAD51和5个RAD51样基因(XRCC2、XRCC3、RAD51L1B、RAD51L2C、RAD51L3D)在这一途径中具有重要作用。当细胞处于某些特殊的情况时DNA会出现双链断裂(Doublestrandbreak，DSB)，会造成一定程度的损伤，而同源重组在其修复的过程中就扮演了非常重要的角色[42]。同源配对是双链和单链之间的反应，同源单链DNA末端侵袭同源双链DNA断裂的位点形成异二倍体后修复损伤的DNA，也有研究表明RAD51及同系物都会对同源配对起到一定的辅助作用[43]。在此过程中会形成一种蛋白复合物-核灶区，RAD51过度表达后与受损的DNA断列处相连接，受损部分会形成核内结构，随后其修复功能启动[44]。此外在同源重组中p53、BRCA1、BRCA2都起到了一定的作用，并且在核灶区形成中抑癌基因都有所参与[45]。1.2.3BRCA1的结构与功能乳腺癌易感基因1(BRCA1)是一种重要的抑癌基因，它和多种抑癌基因共同
基酸残基组成[56]，其中有8个高度保守的重复基元(BRC1-BRC8)。随着研究的深入人们把目光聚焦在BRCA2的C端，外显子11的结构域(图1.4)并研究了8个重复基元与RAD51蛋白之间的相互作用。Carreira等[57]对重复基元进行了研究，证明BRC4是八个重复基元中最为关键的区域，其中1524-FHTA-1527和1545-LFDE-1548在BRC4与RAD51结合过程中具有非常重要的作用[58]。另外，BRCA2也可以与p53等多种与癌症相关的基因和蛋白相互作用，因此研究BRCA2重复基元与RAD51的相互作用将会为我们进一步研究空间结构作用机制提供重要的思路。图1.4BRCA2的结构图1.3多肽的计算机辅助理性设计多肽是人体内重要的活性物质，且此类药物还具有传统小分子药物不具备的优势。因此多肽成为药物研发的热点，再加上高效合理的设计为药物开辟了新道路、注入了新的活力。目前新型的药物研究已经不局限于结构理论推理，越来越多的小分子药物的量化结构和性能数据库被建立并不断被补充完善[59]。随着计算机辅助设计多肽的热潮，人们对肽与肽或肽与蛋白相关作用的研究找到了新的途径。计算机辅助设计是以计算机化学为基础，通过计算机的模拟主体和受体分子之间的相互作用，设计和优化先导化合物的方法[60]。计算机辅助多肽的设计一般是先通过X-Ray技术获取受体分子结合部位的结构，再用分子模拟软件分析其结构的性质，如静电尝氢键的分布等。最后用数据库搜寻等技术，识别得到分子的理化性质与受体分子作用相匹配的分子，合成并测试与模拟结果相论证。多肽的设计方法有很多，如嵌合体设计、高通量筛选及构象等，在本实验中，主要采用计算机软件DiscoveryStudio(DS)辅助进行类BRCA突变肽的设计。现阶段使用的主要对接程序是于傅里叶转换技术(FFT)对接算法基础上，充分考虑
【参考文献】：
期刊论文
[1]畜禽副产物蛋白质及其水解物的美拉德反应在食品加工中的应用[J]. 陈晓,时海波,杨恒,邹烨,张新笑,王道营,苗颖. 食品安全质量检测学报. 2019(13)
[2]同源重组修复相关Rad51在肿瘤中的研究进展[J]. 巫彦博. 中外医学研究. 2019(09)
[3]骨形态发生蛋白2活性多肽药物的计算机辅助设计[J]. 徐毅,王扬剑,华祖广,魏鹏. 现代实用医学. 2019(03)
[4]生酮饮食在肿瘤治疗中的临床应用进展[J]. 张旭,孙迪,姜桂春. 肿瘤代谢与营养电子杂志. 2018(01)
[5]基于Tat（49-57）抗菌肽的设计、合成与性质研究[J]. 吕名秀,买文鹏,卢奎,段冰潮,赵玉芬. 有机化学. 2018(01)
[6]类乳腺癌易感基因BRCA1肽的设计、合成及与抑癌基因蛋白RAD51肽段的相互作用[J]. 李林璐,吕名秀,卢奎,刘广斌,彭露. 有机化学. 2018(01)
[7]关于固相有机合成及其在精细化工中的应用与前景探讨[J]. 王猛. 科技与创新. 2017(16)
[8]多肽BRC4的固相法合成及其与RAD51（231-260）的相互作用[J]. 马丽,纪浩杰,王莹,赵东欣,卢奎. 合成化学. 2017(02)
[9]同源重组和重组酶Rad51的调控[J]. 周化民,孙旭利,陈建明. 生物化学与生物物理进展. 2016(12)
[10]枸杞多肽的制备及其抗氧化活性研究[J]. 李松林,林静,蒋长兴,陈晓明,王小花,叶华,王辉. 轻工学报. 2016(06)
本文编号：3353824
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年世界卫生组织统计新型癌症病发率和死亡率
前言6图1.2DNA的损伤修复RAD51基因位于第15号染色体上，由339个氨基酸残基构成，具有重要的生理功能，是研究较多的抑癌基因，可通过同源重组参与损伤DNA的修复，并且对基因稳定性的维持起着重要作用[40,41]。RAD51家族的基因，包括RAD51和5个RAD51样基因(XRCC2、XRCC3、RAD51L1B、RAD51L2C、RAD51L3D)在这一途径中具有重要作用。当细胞处于某些特殊的情况时DNA会出现双链断裂(Doublestrandbreak，DSB)，会造成一定程度的损伤，而同源重组在其修复的过程中就扮演了非常重要的角色[42]。同源配对是双链和单链之间的反应，同源单链DNA末端侵袭同源双链DNA断裂的位点形成异二倍体后修复损伤的DNA，也有研究表明RAD51及同系物都会对同源配对起到一定的辅助作用[43]。在此过程中会形成一种蛋白复合物-核灶区，RAD51过度表达后与受损的DNA断列处相连接，受损部分会形成核内结构，随后其修复功能启动[44]。此外在同源重组中p53、BRCA1、BRCA2都起到了一定的作用，并且在核灶区形成中抑癌基因都有所参与[45]。1.2.3BRCA1的结构与功能乳腺癌易感基因1(BRCA1)是一种重要的抑癌基因，它和多种抑癌基因共同
基酸残基组成[56]，其中有8个高度保守的重复基元(BRC1-BRC8)。随着研究的深入人们把目光聚焦在BRCA2的C端，外显子11的结构域(图1.4)并研究了8个重复基元与RAD51蛋白之间的相互作用。Carreira等[57]对重复基元进行了研究，证明BRC4是八个重复基元中最为关键的区域，其中1524-FHTA-1527和1545-LFDE-1548在BRC4与RAD51结合过程中具有非常重要的作用[58]。另外，BRCA2也可以与p53等多种与癌症相关的基因和蛋白相互作用，因此研究BRCA2重复基元与RAD51的相互作用将会为我们进一步研究空间结构作用机制提供重要的思路。图1.4BRCA2的结构图1.3多肽的计算机辅助理性设计多肽是人体内重要的活性物质，且此类药物还具有传统小分子药物不具备的优势。因此多肽成为药物研发的热点，再加上高效合理的设计为药物开辟了新道路、注入了新的活力。目前新型的药物研究已经不局限于结构理论推理，越来越多的小分子药物的量化结构和性能数据库被建立并不断被补充完善[59]。随着计算机辅助设计多肽的热潮，人们对肽与肽或肽与蛋白相关作用的研究找到了新的途径。计算机辅助设计是以计算机化学为基础，通过计算机的模拟主体和受体分子之间的相互作用，设计和优化先导化合物的方法[60]。计算机辅助多肽的设计一般是先通过X-Ray技术获取受体分子结合部位的结构，再用分子模拟软件分析其结构的性质，如静电尝氢键的分布等。最后用数据库搜寻等技术，识别得到分子的理化性质与受体分子作用相匹配的分子，合成并测试与模拟结果相论证。多肽的设计方法有很多，如嵌合体设计、高通量筛选及构象等，在本实验中，主要采用计算机软件DiscoveryStudio(DS)辅助进行类BRCA突变肽的设计。现阶段使用的主要对接程序是于傅里叶转换技术(FFT)对接算法基础上，充分考虑
【参考文献】：
期刊论文
[1]畜禽副产物蛋白质及其水解物的美拉德反应在食品加工中的应用[J]. 陈晓,时海波,杨恒,邹烨,张新笑,王道营,苗颖. 食品安全质量检测学报. 2019(13)
[2]同源重组修复相关Rad51在肿瘤中的研究进展[J]. 巫彦博. 中外医学研究. 2019(09)
[3]骨形态发生蛋白2活性多肽药物的计算机辅助设计[J]. 徐毅,王扬剑,华祖广,魏鹏. 现代实用医学. 2019(03)
[4]生酮饮食在肿瘤治疗中的临床应用进展[J]. 张旭,孙迪,姜桂春. 肿瘤代谢与营养电子杂志. 2018(01)
[5]基于Tat（49-57）抗菌肽的设计、合成与性质研究[J]. 吕名秀,买文鹏,卢奎,段冰潮,赵玉芬. 有机化学. 2018(01)
[6]类乳腺癌易感基因BRCA1肽的设计、合成及与抑癌基因蛋白RAD51肽段的相互作用[J]. 李林璐,吕名秀,卢奎,刘广斌,彭露. 有机化学. 2018(01)
[7]关于固相有机合成及其在精细化工中的应用与前景探讨[J]. 王猛. 科技与创新. 2017(16)
[8]多肽BRC4的固相法合成及其与RAD51（231-260）的相互作用[J]. 马丽,纪浩杰,王莹,赵东欣,卢奎. 合成化学. 2017(02)
[9]同源重组和重组酶Rad51的调控[J]. 周化民,孙旭利,陈建明. 生物化学与生物物理进展. 2016(12)
[10]枸杞多肽的制备及其抗氧化活性研究[J]. 李松林,林静,蒋长兴,陈晓明,王小花,叶华,王辉. 轻工学报. 2016(06)
本文编号：3353824
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