生長抑素受體3D結(jié)構(gòu)的同源模建及其配體固相合成研究.pdf

1、生長抑素受體(SOMATOSTATIN RECEPTOR，SSTR)是細胞膜上的一類7螺旋跨膜結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。種系發(fā)生上屬于G-蛋白偶聯(lián)受體(G-PROTEIN COUPLED RECEPTOR，GPCR)家族。GPCR家族的蛋白均為跨膜結(jié)構(gòu)蛋白，由于膜蛋白分離與純化在目前情況下很困難，因此，現(xiàn)在PDB數(shù)據(jù)庫中已知的晶體結(jié)構(gòu)并不多。SSTR目前在PDB中沒有結(jié)構(gòu)的錄入。由于GPCR結(jié)構(gòu)的規(guī)則性及跨膜區(qū)的序列保守性較強，這就為利用GPCR家

2、族蛋白分子的之空間的三維結(jié)構(gòu)的比較分子模擬，(comparative molecular modelling) 或稱同源模建，(HOMOLOGYMODELING)提供了很好的基礎，目前，這是同源模建應用得最為成功的領域之一。本文的目的之一即是通過同源模建的方法，模擬SSTR的三維結(jié)構(gòu)，為研究生長抑素與其受體作用方式提供基礎。同時也為以SSTR作為靶標的藥物設計提供一個結(jié)構(gòu)基礎。本文的基本操作過程是：分別先以五種SSTR的氨基酸序列作為搜

3、尋提問，以Blast2軟件和BLOSUM62矩陣作為打分方式，搜尋PDB中滿足同源模建條件的已有晶體結(jié)構(gòu)作為模板。然后使用整合在SWISSPROT-MODEL中的PROMOD Ⅱ程序，以所選定的晶體結(jié)構(gòu)為模板進行結(jié)構(gòu)模擬，能量優(yōu)化采用VANGUNSTERN等開發(fā)的GROMOS96程序，選取的參數(shù)為IFP4381，拓樸文件為MTB43B1，采用200個循環(huán)的最陡下降法(Steepest descent)和300個循環(huán)的共軛梯度法(Conj

4、ugate gradient)兩種手法，得到能量最小的構(gòu)象。最后使用RAMACHANDRAN PLOT，氨基酸殘基與側(cè)鏈、主鏈碰撞等情況來檢驗模型的質(zhì)量。結(jié)果，得到SSTR受體的全部5種亞型的結(jié)構(gòu)模型。計算模型的最終能量，RAMACHANDRAN PLOT的二面角值，檢查氨基酸殘基碰撞情況，結(jié)果表明，除SSTR2的情況較差外，其余4種模型的可信度都很高?？梢哉J為，以同源模建方法模擬SSTR結(jié)構(gòu)是可行，有效的。本文的另一個目的是以分子對接

5、的方法研究SSTR與其配體相互作用的方式。分子對接(Molecular Docking)是指兩個或多個分子之間按照一定的規(guī)則相互識別，并以非共價方式結(jié)合的過程，通常在計算機輔助藥物設計中所說的分子對接，是指以計算機系統(tǒng)，根據(jù)幾何匹配和能量匹配的原則，來計算模擬兩個分子結(jié)合的過程。本文使用了一套蛋白質(zhì)．蛋白質(zhì)對接軟件包GRAMM，對接的方法為最大化的對兩個蛋白質(zhì)的分子進行幾何形狀及能量匹配，以預測復合物的結(jié)構(gòu)。對接后的復合物模型，以同樣的

6、方式進行能量優(yōu)化，得到最終與結(jié)合位點的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)果表明，可能的活性位點由第二胞外環(huán)區(qū)Phe116第三胞外環(huán)區(qū)Cys182，Ile1184，Phe197， Thr201及第四胞外環(huán)區(qū)的Va1288，構(gòu)成了一個疏水性的口袋，另外，第二胞外環(huán)區(qū)的Asn114和第三胞外環(huán)區(qū)Thr201參與了與OCTREOTIDE的靜電作用形成，OCTREOTIDE上的Trp4的芳環(huán)，與Phe197的苯環(huán)平行，也產(chǎn)生了一個較弱的π-π鍵。 最后，本文以固