F186L突變抑制CYP1A2酶活性的長(zhǎng)程作用機(jī)制研究.pdf

1、CYP1A2是人體肝臟細(xì)胞色素P450酶中的一個(gè)重要成員，可以高效地代謝藥物分子非那西汀(Phenacetin)。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究表明，位于蛋白表面且遠(yuǎn)離蛋白活性中心的氨基酸突變F186L使得CYP1A2對(duì)非那西汀的脫氧乙基活性顯著降低。本篇文章運(yùn)用整體采樣對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法從蛋白結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系角度闡釋了F186L突變抑制酶活性的長(zhǎng)程作用機(jī)制：F186L突變使得該位點(diǎn)殘基與蛋白其余殘基的相互作用能降低，造成該位點(diǎn)所在區(qū)域蛋白活動(dòng)性增

2、強(qiáng)，殘基Y189與D320形成氫鍵。在該氫鍵作用及D320與T223間的氫鍵作用下，CYP1A2的D-E環(huán)和部分D、E螺旋與T223所在的F螺旋發(fā)生相向運(yùn)動(dòng)，并使得F螺旋上的F226殘基跟著發(fā)生滑動(dòng)。由于F226與底物分子Phenacetin之間的π-π相互作用，F(xiàn)226的滑動(dòng)帶動(dòng)底物分子Phenacetin發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從“平躺式”變?yōu)椤爸绷⑹健薄５孜锏男D(zhuǎn)一方面帶動(dòng)B’螺旋/B’-C環(huán)向蛋白“內(nèi)部”運(yùn)動(dòng)，另一方面使得蛋白活性中心的殘基構(gòu)

3、象發(fā)生重排。其中F260和F319發(fā)生大約90度的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致G螺旋向蛋白“內(nèi)部”發(fā)生輕微移動(dòng)；部分通道門控殘基發(fā)生扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致S通道和2f通道間歇性開合，2c通道相對(duì)開放，2e通道相對(duì)閉合。通道的開合變化使得蛋白活性中心滯留大量水分子且產(chǎn)物不能從活性中心順利排出，最終導(dǎo)致突變后的CYP1A2對(duì)Phenacetin的催化活性降低。本研究觀測(cè)到CYP1A2主要通道的間歇性開合變化并首次闡明了 CYP1A2主要通道的開合變化機(jī)制，及突變位點(diǎn)和活性中