wgx-50对β淀粉样蛋白孔道结构影响的分子动力学模拟

发布时间：2020-04-30 14:58

【摘要】：阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以进行性的记忆和认知功能障碍为主要特征的神经退行性疾病。被广泛认可的β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)离子孔道假说认为Aβ寡聚体插入膜中形成毒性离子孔道,进而导致胞内离子稳态失衡,是阿尔茨海默病的重要病因。我们实验室通过药物筛选发现wgx-50(原名gx-50)分子是治疗AD的潜在药物:体内实验研究发现该药物能够穿过血脑屏障并改善小鼠的认知能力;体外实验研究发现该药物能够抑制钙离子毒性和细胞凋亡;分子动力学模拟研究发现该药物可以使Aβ形成的五聚体纤维解聚。因此,进一步研究wgx-50对Aβ孔道结构的影响可以从更深层面、多角度地探讨其对阿尔茨海默病影响的作用机制。本文通过分子动力学模拟的方法探究了wgx-50与Aβ孔道的相互作用,以及对离子透过的抑制机理。结果发现,wgx-50结合在孔道入口处的疏水环附近,从而抑制了离子从胞外向孔中心的流动。由于模拟时间的限制,孔道的整体构象未发生明显变化,但wgx-50的结合导致孔道的直径变小。wgx-50与Aβ孔道的结合位点与此前模拟研究中与Aβ纤维的结合位点一致。我们的研究不仅探究了wgx-50对Aβ孔道结构的影响,而且为阿尔茨海默病的理性药物设计提供了有力的理论指导。
【图文】：

解析结构,残基

体的 NMR 解析结构。图 A 为 Aβ1 42单体在非极性微环境中的三维结构（要由两个 α 螺旋（8~25 号和 28~38 号氨基酸）和一个 β 转角组成。图 B适浓度六氟异丙醇的溶液中的结构（PDB 编号：1Z0Q）。图 C 为 Aβ1 40DB 编号：2LFM），主要由塌缩和部分折叠的螺旋结构组成。对于每一条表示，极性和 Gly 残基用绿色表示，，带正电荷的残基用蓝色表示，带负电 NMR-based monomer conformations of Aβ peptides. (A) Conformation of Aar microenvironment (pdb id: 1IYT). The peptide contains two α-helices 25 and 28 38) connected by a β-turn. (B) Conformation of Aβ1 42peptide iniate amount of hexafluoroisopropanol (pdb id: 1Z0Q). (C) Conformation of Aous environment (pdb id: 2LFM). The peptide adopted a collapsed and pature. For each peptide, hydrophobic residues are shown in white, polar and Gleen, charged residues are shown in blue, and negatively charged residues are s

解析结构,固态,多肽

7 Aβ 纤维的固态 NMR 解析结构。图 A 和图 B 分别为 Aβ1 42五聚体（PDB 编号：2号氨基酸缺失）和 Aβ1 40原纤维（PDB 编号：2LMN，1~8 号氨基酸缺失）的侧视图链的作图方式如图 1-1。2 The ssNMR-based conformations of Aβ fibril. Side and front view of (A) Aβ1 42pentamEG, coordinates for the residues 1 16 were missing due to disorder), and (B) Aβ1 40proid: 2LMN, coordinates for the residues 1 8 were missing due to disorder). The drawing m peptides are the same as Fig.1-1. 非全长 Aβ 的模拟APP 在 γ 和 α 分泌酶的共同作用下能够生成 Aβ17-42（p3）多肽；在 γ 和用下能够生成 Aβ11-42多肽[67]，其 N 端加两个残基即为 Aβ9-42（N9）多肽。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.16

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