基于酪氨酸为端基的ACE三肽抑制剂的构效关系研究

发布时间：2017-05-16 02:09

  本文关键词：基于酪氨酸为端基的ACE三肽抑制剂的构效关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme, ACE)抑制剂一直是抗高血压药物研究方向的热点。而食物蛋白源ACE抑制肽因为其安全，副作用小，易吸收等特点而被广泛关注。本文对以酪氨酸为端基的ACE抑制三肽进行定量构效研究建模，通过模型筛选出未经报道的高活性三肽进行体外活性验证。并选出活性良好的三肽进行分子动力学模拟和核磁共振波谱研究，来探究三肽的微观结构与活性之间的关系。论文由以下三部分组成： 第一，收集以酪氨酸（Tyrosine, Y）为端基的ACE抑制三肽的活性数据。通过以三种不同的氨基酸描述子Z-scales，ISA-ECI，MS-WHIM对以酪氨酸为端基的ACE抑制三肽进行定量构效关系研究，用最小二乘法进行多元线性回归建立数学模型进行分析和预测，，对三种模型的预测和可靠性进行比较和分析。结果表明酪氨酸端基ACE抑制三肽运用经典描述子Z-scales建立的QSAR模型最好。并通过该模型预测未报道的该类三肽的活性值。其QSAR研究结果显示，以酪氨酸为端基的ACE抑制三肽第二位氨基酸的电性参数是抑制活性的最大影响因素。而第一位氨基酸的疏水性，分子体积以及空间属性对整个抑制肽的影响力位居其次。通过模型预测和筛选，得出三肽IRY，IEY，LRY等的活性较强。 第二，对由模型筛选出的未报道三肽进行合成，并通过体外活性实验验证出这些三肽的IC50值。设计比对因素实验，以浓度吸光度等参数为参考标准，对实验过程中条件选择进行优化调整，并确定最佳方案。运用苯磺酰氯比色法测定一批模拟预测结果显示具有较强ACE抑制活性的三肽，并通过同样的方法测得常用ACE抑制剂赖诺普利的活性进行对比。其中IEY，IRY，LEY的logIC50分别为-0.203，-0.127，-0.01，而赖诺普利的活性为-1.887，活性结果取得较理想预期。与模型预测值吻合，验证了模型可靠性。 第三，采用分子动力学模拟（MD）结合核磁共振1H-NMR、1H-1H-COSY、1H-1H-NOESY方法对筛选出的活性最高的三肽（IEY）在具有生物活性的水溶液以及强蛋白质变性剂DMSO中的弱相互作用和构象变化进行分析。分子动力学模拟结果表明IEY在水溶液中处于伸展构象为主，并且可以观察到折叠现象，折叠和伸展构象在不断互相转化中；而IEY在DMSO中以伸展构象为主，几乎不能观察到折叠半折叠构象。通过核磁共振实验的结果验证了两个不同体系的MD分析的准确性。 通过固定一端氨基酸进行QSAR模型建立的基础思想，对模型筛选出的活性最佳ACE三肽抑制剂进行验证，并通过分子动力学模拟与核磁共振相结合的方法对该类三肽进行微观性质研究；以上研究结果对该类具有ACE抑制活性的肽在检验、预测和筛选中具有积极的指导意义。
【关键词】：酪氨酸 血管紧张素转化酶抑制剂 定量构效关系 分子动力学模拟 核磁共振波谱
【学位授予单位】：广东药学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R3411
【目录】：

• 目录3-6
• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 前言10-36
• 1.1 引言10-11
• 1.2 血管紧张素转化酶及其抑制剂的研究简介11-16
• 1.2.1 血管紧张转化酶的结构与作用机制11-12
• 1.2.2 血管紧张素转化酶抑制剂概述12-16
• 1.2.2.1 人工合成 ACE 抑制剂13-14
• 1.2.2.2 食源性 ACE 抑制肽14-16
• 1.3 食源性血管紧张素转化酶抑制剂的 QSAR 研究16-17
• 1.3.1 定量构效关系研究介绍16
• 1.3.2 定量构效关系在肽类物质研究介绍16-17
• 1.4 ACE抑制肽活性测定研究17-19
• 1.4.1 ACE抑制肽活性测定原理17-18
• 1.4.2 ACE抑制肽活性测定研究进展18-19
• 1.5 生物活性肽的分子动力学模拟19-23
• 1.5.1 分子动力学模拟简介19-20
• 1.5.2 分子动力学模拟的发展20-21
• 1.5.3 生物活性肽的分子动力学模拟研究进展21-23
• 1.6 核磁共振技术23-25
• 1.6.1 核磁共振技术简介23-24
• 1.6.2 核磁共振技术与分子动力学模拟的结合24-25
• 1.7 本文选题意义25-26
• 参考文献26-36
• 第二章 基于酪氨酸端基的 ACE 三肽抑制剂定量构效关系研究36-50
• 2.1 建模方法37-39
• 2.1.1 以Y端基的血管紧张素酶抑制三肽的收集37
• 2.1.2 Z-scales，ISA-ECI，MS-WHIM描述符37-38
• 2.1.3 logP值38-39
• 2.2 QSAR建模与模型检验39-40
• 2.3 结果与讨论40-46
• 2.3.1 Z-scales为描述子QSAR建模研究40-43
• 2.3.2 ISA-ECI，MS-WHIM为描述子QSAR建模研究43-45
• 2.3.3 模型的分析和预测以及活性三肽的筛选45-46
• 2.4 小结46-47
• 参考文献47-50
• 第三章 苯磺酰氯比色法测定 ACE 抑制肽的抑制活性50-60
• 3.1 实验原理50-51
• 3.1.1 ACE 与 HHL 的反应50-51
• 3.1.2 产物马尿酸的测定51
• 3.2 材料与方法51
• 3.2.1 实验材料51
• 3.2.2 实验仪器51
• 3.3 实验方法51-54
• 3.3.1 喹啉环境下492nm 处测定苯磺酰氯-马尿酸结合物（BSC-HA）探究51-52
• 3.3.2 苯磺酰氯-马尿酸结合物（BSC-HA）标准曲线的测定52-54
• 3.4 IEY 对 ACE 活性抑制活性测定54-56
• 3.4.1 抑制率的测定54-56
• 3.4.2 半数抑制量对数的计算56
• 3.5 IRY，LEY 对 ACE 半数抑制率的测定56
• 3.6 抑制三肽与血管紧张素抑制药赖诺普利（lisinopril）的对比56-57
• 3.7 小结57-58
• 参考文献58-60
• 第四章 IEY 在不同溶液中的分子动力学模拟研究及其核磁共振分析60-97
• 4.1 分子动力学模拟细节60-64
• 4.1.1 模拟细节60-64
• 4.1.1.1 模拟条件60-61
• 4.1.1.2 计算方法及势能参数61-64
• 4.2 分子动力学模拟分析64-79
• 4.2.1 IEY在水溶液中的分子动力模拟64-68
• 4.2.2 IEY在水溶液中的氢键分析68-75
• 4.2.2.1 IEY在水溶液中C-H···O形成氢键的分析70-71
• 4.2.2.2 IEY在水溶液中N-H···O形成氢键的分析71
• 4.2.2.3 IEY上氢键作用71-72
• 4.2.2.4 水溶液中形成簇团对IEY构型影响研究72-75
• 4.2.3 IEY在DMSO溶液中的分子动力模拟75-77
• 4.2.4 IEY在水溶液与DMSO溶液中分子内距离对比77-79
• 4.3 核磁共振实验结果与讨论79-89
• 4.3.1 核磁共振实验79-80
• 4.3.1.1 实验仪器79
• 4.3.1.2 实验材料79
• 4.3.1.3 溶剂配制79-80
• 4.3.2 IEY 水溶液中核磁共振的氢谱归属与分析80-85
• 4.3.2.1 IEY 水溶液中 H 归属80-82
• 4.3.2.2 变温状态下 IEY 水溶液中 H 归属82-85
• 4.3.3 IEY 在 DMSO 中氢谱的归属与分析85-89
• 4.3.3.1 IEY 在 DMSO 溶液中 H 归属85-87
• 4.3.3.2 变温状态下 IEY 在 DMSO 溶液中 H 归属87-89
• 4.4 IEY 在水及 DMSO 溶液中相关氢 NOESY 谱分析89-93
• 4.4.1 IEY 在水溶液中 NOESY 谱分析及其构象分析89-91
• 4.4.2 IEY 在 DMSO 溶液中 NOESY 谱分析及其构象分析91-93
• 4.5 小结93-94
• 参考文献94-97
• 第五章 结论与展望97-99
• 5.1 结论97-98
• 5.2 展望98-99
• 硕士期间发表论文99-100
• 致谢100-101
• 附录101-110

【参考文献】

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本文编号：369357