基于分子動力學方法研究殘基突變對P53構象變化的影響.pdf

1、P53作為腫瘤抑制因子,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及治療等方面發(fā)揮著重要作用.正常P53蛋白具有“基因衛(wèi)士”的功能,能參與細胞周期阻滯、DNA修復、細胞凋亡等重要的生物學過程.P53蛋白與其它蛋白結合或者發(fā)生基因突變,則會導致生物功能的喪失.在所發(fā)生的惡性腫瘤中,50％以上存在P53殘基突變,而突變主要發(fā)生在P53-DNA結合域.人類腫瘤中P53突變主要在高度保守區(qū)內(nèi),以175、245,248、249、273、282位點突變最高,其中有4個突變熱

2、點殘基位于高度保守區(qū)域IV(殘基234-255).研究殘基突變對P53結構的影響,對預防和治療由殘基突變引起的腫瘤疾病具有重要意義.
　　作為實驗研究的有效補充手段,分子動力學模擬在研究生物大分子結構與功能方面具有重要作用.本文利用分子動力學模擬方法,研究P53的R249S、R248W和G245S不同突變對P53肽段構象的影響.選取P53-DNA結合域殘基230-258肽段為研究對象,利用GROMACS模擬軟件,對野生型肽段wtP

3、53、單點突變型肽段P53-R249S、兩點突變型肽段P53-R249S/R248W和三點突變型肽段P53-R249S/R248W/G245S進行分子動力學模擬,每組體系模擬時間為500ns.通過對二級結構、三級結構形成情況,以及構象異質(zhì)性、結構穩(wěn)定分析,研究不同殘基突變對結構的影響,結果發(fā)現(xiàn):
　　(1)與wtP53肽段相比,單殘基R249S發(fā)生突變時,構象雖然仍主要分布在β折疊區(qū),但是其幾率減小,同時產(chǎn)生α螺旋構象的傾向增加;

4、肽段兩端點殘基形成strand幾率減小,在突變點附近殘基形成strand幾率增大;構象自由能較低,結構穩(wěn)定性較強.單殘基R249S突變時,突變點附近結構展開程度及異質(zhì)性并沒有發(fā)生較大變化,同時,245和248位點附近結構也沒有發(fā)生較大變化;單殘基R249S突變會使二級結構發(fā)生變化,但三級結構近似不變.
　　(2)R249S和R248W兩點同時突變時,將使R249S突變造成的結構變化進一步加劇,其構象雖然仍舊主要分布在β折疊區(qū),但出

5、現(xiàn)α螺旋構象的幾率增加;二級結構形成情況變化較大,形成2個turn和3個strand模式,同時三級結構也會發(fā)生較大變化.在R249S突變基礎上,R248W突變使得突變位點附近結構變得緊湊,肽段結構變得比較穩(wěn)定,殘基漲落較小,結構異質(zhì)性較低.
　　(3)在兩個殘基R249S、R248W突變的基礎上,增加第三個殘基G245S突變后，R249S和R248W突變對肽段影響減弱,殘基主鏈二面角平均力勢分布趨于wtP53的分布;三級結構的形成

6、情況趨于wtP53體系,表明R249S、R248W兩突變與G245S突變對肽段結構的影響相反.三殘基同時突變導致肽段的結構異質(zhì)性增大,特別是突變位點245附近殘基漲落較大,結構相對松散.
　　第一章為綜述,簡單介紹了P53蛋白、該蛋白結構、功能以及P53-DNA結合域殘基突變.第二章對分子動力學模擬進行了介紹,包括分子動力學模擬原理、分子動力學模擬的應用及發(fā)展、常用的GROMACS模擬軟件.第三章介紹了本工作的研究對象及方法,包括