分子模擬方法研究唾液酸酶與植物源抑制劑間的作用機(jī)制.pdf

1、黃芩(Scutellaria baicalensis Georgi)，常用于中藥，其主要有效成分是黃酮類化合物。主要藥理作用表現(xiàn)為抗菌、抗病毒、抗炎、抗免疫反應(yīng)、抗氧化及抗腫瘤等。黃芩根中分離出的黃酮類化合物5，7，4'-三羥基-8-甲氧基黃酮(MF)可以有效地抑制流感病毒唾液酸酶活性，但其與唾液酸酶間的相互作用機(jī)制尚不清楚。本論文運(yùn)用分子對接、分子動力學(xué)和密度泛函等理論方法，研究唾液酸酶內(nèi)的雜原子（活性腔附近Ca2+和水分子）對唾液酸

2、酶結(jié)構(gòu)的影響、抑制劑的活性構(gòu)象以及MF與唾液酸酶間的相互作用情況，為深入理解植物源抑制劑與唾液酸酶之間的作用機(jī)制提供重要的理論依據(jù)。
　　結(jié)構(gòu)分析表明活性腔附近Ca2+的缺失導(dǎo)致了唾液酸酶活性腔的消失，因此不能和抑制劑發(fā)生作用，這和活性腔搜索的結(jié)果一致;Ca2+的引入穩(wěn)定了活性腔的空間結(jié)構(gòu)，從而可以與植物源抑制劑發(fā)生作用，此時的唾液酸酶結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)得到的晶體結(jié)構(gòu)相近;相對于Ca2+，水分子對活性腔的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)影響較小。通過分析活性腔

3、殘基之間的位移，發(fā)現(xiàn)Ca2+或/和水分子對氨基酸側(cè)鏈的影響大于骨架。Ca2+或/和水分子的引入導(dǎo)致活性腔關(guān)鍵肽段二級結(jié)構(gòu)的變化，活性腔內(nèi)各亞區(qū)域的電荷、親疏水性、極性也重新分布。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，我們預(yù)測活性腔亞區(qū)域1和3決定了底物的作用位置，而底物的空間取向則受到亞區(qū)域2和4結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的嚴(yán)重影響。這些結(jié)論得到了柔性分子對接實(shí)驗(yàn)的有力支持。
　　密度泛函計算結(jié)果表明唾液酸酶抑制劑4-(氮-乙酰氨基)-5-胍基-3-（3-戊氧基）

4、安息香酸(BA)在氣相中以中性構(gòu)象最為穩(wěn)定，而在水溶液中，兼性構(gòu)象最為穩(wěn)定。中性和兼性構(gòu)象在原子相對位置、電荷分布等方面有著顯著的差異，如兼性構(gòu)象中N-乙?；c正電胍基距離較近，因而與唾液酸酶活性腔亞區(qū)域2和3吻合更好。柔性分子對接和分子動力學(xué)結(jié)果顯示兼性構(gòu)象與唾液酸酶的相互作用能和絕對結(jié)合自由能較大，因此形成的復(fù)合體系更加穩(wěn)定，這表明唾液酸酶抑制劑的生物活性構(gòu)象為兼性。分析發(fā)現(xiàn)兼性構(gòu)象的作用較為集中于8個關(guān)鍵氨基酸殘基，而中性構(gòu)象則為

5、13個氨基酸殘基。
　　運(yùn)用柔性分子對接方法，深入研究了5，7，4'-三羥基-8-甲氧基黃酮(MF)兼性構(gòu)象與N1、N9亞型唾液酸酶間的結(jié)合方式并闡明其作用機(jī)制。結(jié)果表明MF與N1亞型之間有一種作用模式，相互作用能為-70.26 kcal·mol-1;與N9亞型之間存在兩種競爭性的結(jié)合模式，最大相互作用能為-83.51 kcal·mol-1。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)MF與這兩種亞型唾液酸酶相互作用的作用力類型、氫鍵作用及關(guān)鍵作用氨基酸殘基等