TDP-43串联RRM结构域的核磁片段筛选和hADK2的动态结构研究

发布时间：2020-08-17 11:21

【摘要】：本论文主要包括两个部分。第一章和第三章介绍了针对TDP-43的串联RNA识别模体(RRM)的基于NMR片段的筛选,第四章介绍了 NMR弛豫色散和赝接触位移方法在获取人源ADK2蛋白质(hADK2)基态到激发态构象交换信息方面的应用。中间部分的第二章介绍了这项工作中使用的方法和材料。TDP43最初是一种核蛋白,但在病理状态下易位至细胞质。TDP43是一种RNA结合蛋白,由两个RRM结构域(RRM1和RRM2)组成。已经RRM结构域涉及蛋白质-核苷酸相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用,并且会介导应激颗粒的形成。TDP43参与神经退行性疾病和癌症的发生发展,是潜在的治疗靶标。针对TDP-43串联RRM结构域,我们使用了蛋白信号观测和配体信号观测两种方法,来发现新型的小分子苗头化合物。首先对TDP-43串联RRM结构域使用了基于配体信号观测的核磁片段筛选,确定了三个结合较弱的苗头化合物。针对15N标记的串联RRM,以及单独的RRM2,通过化学位移扰动(CSP)实验确定了这些苗头化合物的结合界面,并在CSP指导下通过分子对接(HADDOCK)建立了结构模型。这些苗头化合物主要与RRM2结构域结合,这表明TDP-43的RRM2结构域具有可成药性。这些苗头化合物为后续苗头化合物到先导化合物的演化提供了良好的出发点。生物大分子具有高度的灵活性,并且会在很大尺度的时间范围内不断发生波动。结构生物学的重点主要是研究占有高比例的基态,而对于那些稀少的、瞬时的状态很难检测,因为它们对于大多数结构方法都是不可见的。但是,这些状态在诸如配体结合,酶催化和蛋白质折叠等生化过程中发挥重要作用。因此,对这些状态的结构和动力学描述对于理解蛋白质功能非常重要。核磁共振(NMR)溶液光谱学可以观察到细菌腺苷酸激酶动力学特性。但是,还缺乏对于人腺苷酸激酶的构象变化和动力学的研究。我们已经在微秒到毫秒的时间范围内,使用NMR弛豫弥散(CPMG)来检测hADK2激发态构象到基态构象的转变。同时,我们还用镧系螯合肽标记了 hADK2,这为通过激发态和基态之间的慢交换来测定激发态赝接触位移(PCS)铺平了道路。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R341

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本文编号：2795257