细胞因子白介素IL-21活性增强的In Silico研究

发布时间：2017-09-26 19:19

  本文关键词：细胞因子白介素IL-21活性增强的In Silico研究

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【摘要】：细胞因子白介素-21是近年来报道的I型细胞因子家族之一,具有多种生物学功能,其中最为显著的特点是能调节B细胞、CD4+T细胞的免疫活性。因此研究如何提高IL-21的生物活性将为开发成用于临床治疗抗肿瘤抗感染药物提供了可能。随着计算机的发展,计算机分子模拟技术广泛应用于计算化学、计算生物学、药物分子设计等领域,它从分子水平上研究结构与功能的关系,并不受样品制备和测试技术的限制,为科研工作者提供更多的数据参考和理论指导。因此,本论文主要运用计算机分子模拟技术具体从以下两方面来研究如何提高IL-21的活性： (1)从单克隆抗体出发,由于本实验组发现了一株命名为KJ的克隆体能特异性地识别细胞因子(如IL-21)并增强其生物活性,而另外一株单抗KI对IL-21没有功能增强性作用,这一发现为我们开展关于功能增强性抗体的增强作用机制的研究奠定了重要的物质基础。本论文从结构研究出发,来探究单抗KJ是如何增强hIL-21活性的。我们主要运用分子对接技术获得KJ/hIL-21、KI/hIL-21复合物结构,并发现KJ、KI与hIL-21对接后的结合位点不同,导致单抗与hIL-21结合后的构象有很大差异。同时采用Markov State Models动力学方法分析发现KJ/hIL-21比KI/hIL-21稳定,且用Transcomp方法分析发现KJ与hIL-21结合的静电相互作用更强。 (2)从hIL-21单体出发,由于有文献已报道hIL-21的一个突变体显示比hIL-21有十倍的增效性,受此启发,我们将本实验室得到的一系列突变体(分别命名为Chimera2、Chimera4)运用同源模建方法得出三维空间结构。并通过MSMs分析,我们发现合理设计之后得到的突变体比WT(野生型)hIL-21更加优越,突变体C4产生的暂态状态数比hIL-21的少,因此C4比野生型hIL-21稳定,从而提高了hIL-2I的活性。由于突变体C2又比C4稳定,我们就可以预测C2对hIL-21的活性影响更大。
【关键词】：细胞因子白介素-21 单克隆抗体 分子对接 Markov State Models Transcomp
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R392
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 本论文主要创新点7-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 课题的提出10-11
• 1.2 单克隆抗体的研究概论11-19
• 1.2.1 单克隆抗体的概述11-12
• 1.2.2 单抗与hIL-21对接的分子对接方法研究概述12-15
• 1.2.3 Markov State Models研究方法概述15-18
• 1.2.4 蛋白质间的静电相互作用方法概述18-19
• 1.3 计算机模拟hIL-21突变体体系的三维结构19-21
• 1.3.1 计算机分子模拟技术的概念19
• 1.3.2 突变体的同源模建方法概述19-21
• 第二章 hIL-21与单抗的相互作用对IL-21活性增强的研究21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 方法与体系21-24
• 2.2.1 方法21-23
• 2.2.2 对接的复合物体系23-24
• 2.3 结果与讨论24-36
• 2.3.1 KJ、KI与hIL-21对接后的结构分析24-26
• 2.3.2 KJ、KI与hIL-21/hIL-21R对接后的结构分析26-30
• 2.3.3 蛋白质复合物的MSMs动力学分析30-33
• 2.3.4 蛋白质之间的静电相互作用分析33-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 hIL-21的突变体对hIL-21活性增强的研究38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 hIL-21突变体模建及分析方法38-39
• 3.2.1 MODELLER同源模建步骤和评价方法38
• 3.2.2 序列比对方法38-39
• 3.2.3 蛋白质的疏水性分析方法39
• 3.3 结果与讨论39-47
• 3.3.1 突变体的同源模建结构分析39-40
• 3.3.2 突变体的序列比对分析40-41
• 3.3.3 蛋白质的疏水性分析41-43
• 3.3.4 hIL-21及其突变体结构的动态分析43-47
• 3.4 本章小结47-48
• 展望48-49
• 参考文献49-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：925265