幽门螺杆菌GyrB的同源建模和分子对接研究

发布时间：2020-06-15 22:00

【摘要】：幽门螺杆菌(helicobacter pylori,Hp)感染能够引起胃部一系列病变,甚至诱发胃癌。GyrB是生物遗传信息复制、传导等过程中不可缺少的重要组成蛋白,具有Fic结构域的Fic-1蛋白同幽门螺杆菌DNA解旋酶中的GyrB结构域之间存在相互作用,但是二者间相互作用的具体模式尚未清楚,PDB数据库中尚未有幽门螺杆菌DNA解旋酶GyrB的蛋白三维结构。因此本文采用计算机模拟的方法对幽门螺杆菌DNA解旋酶GyrB进行同源建模,进而同Fic-1蛋白进行分子对接,探究二者间具体的相互作用模式。经过细致筛选,确定以肺炎链球菌晶体结构、大肠杆菌DNA解旋酶的晶体结构、结核分枝杆菌GyrB ATPase区域的晶体结构和金黄色葡萄球菌DNA解旋酶的晶体结构为模板,采用同源建模方法,构建幽门螺杆菌DNA解旋酶GyrB晶体结构,经过反复优化和能量最小化,通过Ramachandran plot和Verify3D进行结构的合理性分析,逐层筛选,最终经同源建模获得GyrB晶体结构。此结构经Ramachandran plot的评估,模型有95.1%的残基处于允许区,4.9%的残基处于不允许区,并且处于不允许区的残基均不是关键残基;经过Verify3D得出84.99%的残基分数在0.2以上,并且少于百分之十的氨基酸残基的Verify3D得分小于0,构象合理,可用作分子对接。将模建出的幽门螺杆菌DNA解旋酶GyrB最佳结构模型与Fic-1蛋白进行分子对接实验,探究GyrB与Fic-1具体相互作用。对接后,对最佳对接模型进行作用位点分析发现,GyrB模型中关键残基为:Tyr-708,Leu-711,Asn-715,Pro-716,Leu-748,Pro-756,Arg-757,Arg-758和Ala-759;Fic-1蛋白在作用过程中的关键残基为:Phe-246,Asn-247,Leu-249,Met-258,Asn-315,Cys-316,Leu-319,Ser-320,Met-423,Arg-424,Gly-426,Phe-427和Pro-428。Fic-1和GyrB之间存在疏水性相互作用、氢键相互作用和阳离子-π相互作用,二者间残基的相互作用决定了Fic-1/GyrB复合物的稳定性。以上研究结果明确了幽门螺杆菌DNA解旋酶GyrB与Fic-1间的相互作用方式,在分子水平上为设计阻断幽门螺杆菌感染的有效药物提供了强有力的理论依据。
【学位授予单位】：沈阳化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R91
【图文】：

图 1-1 同源建模流程图的应用和展望年代末，以 Browne 为首的实验小组利用溶菌酶的结构为模板结构，是第一个利用同源建模技术预测蛋白质空间结构的成白质序列、结构和功能之间的关系举足轻重，例如 Enyedy iptase 的比较模建发现了 15 种全新的抑制剂。同源建模同实验效率高，对蛋白质功能、结构和进化过程的理解是实验所达足够的信息，是当前预测结构中最成熟的方法[41]。随着计算子化学和分子动力学等需要大量数据计算的研究，开发出更生物大分子的晶体结构以及构象变化，为计算机辅助药物设模则是计算机辅助药物设计中最有利的帮手，是目前最有实法，使基因组、蛋白质组等信息在生物和医药等领域得到广泛以被称为人类第一大杀手，是因为无法治愈.癌细胞是由正基因和抑癌基因，可以无限期的增值、转化和迁移，没有有分与癌症相关蛋白的结构未知，同源建模正好可以应用在癌

体在对接前是能量最低的最佳构象。晶体结构中一般不包含氢原子和相应的电荷分布信息，修复侧链，同时如果大分子的结构不完整，需补齐缺失常会含有一些金属离子和水分子，要考虑这些金属离子而决定是否要保留。点处，通过配体的三维构象、对接取向以及二面角的旋作用方式和最优构象，预测结合能强弱并排序。价结果需要有一个精确评价的过程，找到配体与受体结合，负责评估结合亲和性以及配体位置摆放的合理性。分者其他标准格式的坐标文件(coordinate file)以及一些相象等等。这些坐标文件需使用专门的图形分析软件查看 Molecular Dynamics)、LIGPLOT 等[43-45]。

【参考文献】

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本文编号：2715061