丙型肝炎NS3-4A蛋白酶抑制劑耐藥機(jī)制的研究.pdf

1、丙型肝炎直接抗病毒治療藥物（DAA）的批準(zhǔn)使用是丙型肝炎（Hepatitis C）治療史上的一次旅程碑。但是病毒選擇性突變的出現(xiàn)，使得治療過(guò)程中病毒對(duì)藥物產(chǎn)生耐受性，而導(dǎo)致治療的失敗。因此，探究丙型肝炎治療過(guò)程中病毒對(duì)藥物產(chǎn)生耐藥的機(jī)制非常重要，其對(duì)于未來(lái)抗耐藥性抑制劑的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有重要的理論指導(dǎo)意義。
　　在本論文中，我們選擇了丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus，HCV）直接抗病毒治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)NS3/4A蛋白酶

2、作為研究對(duì)象。首先，通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)（molecular dynamics，MD）模擬、MM/GBSA（Molecular Mechanics/Generalized Born Surface Area）結(jié)合自由能計(jì)算，定量分析和比較了HCV NS3/4A蛋白酶與天然底物肽（4A4B、4B5A、5A5B）或抑制劑（telaprevir、boceprevir、simeprevir、ITMN191和 BI201335）結(jié)合能力和結(jié)合模式的差異

3、，結(jié)果顯示：與耐藥性相關(guān)的蛋白酶的氨基酸殘基與抑制劑之間的相互作用明顯要高于這些殘基與天然底物肽之間的相互作用，而且導(dǎo)致耐藥性的氨基酸殘基的突變對(duì)抑制劑的影響也明顯高于該突變對(duì)天然底物肽的影響。另外，計(jì)算還發(fā)現(xiàn)NS3/4A的天然底物肽與NS3/4A蛋白酶的區(qū)域135-139及區(qū)域154-160之間的相互作用可以達(dá)到一個(gè)較好的平衡，但是臨床使用的抑制劑卻不能。因此，為了克服耐藥性，我們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)候選藥物與這兩段片段之間相互作用的平衡非常關(guān)鍵

4、。
　　論文第二部分，采用MD、MM/GBSA結(jié)合自由能計(jì)算方法，并結(jié)合傘形采樣模擬（Umbrella Sampling，US）研究了丙型肝炎NS3/4A蛋白酶的耐藥突變（A156T、D168A、D168V、R155K）對(duì)抑制劑MK5172產(chǎn)生耐藥性的分子機(jī)制。MM/GBSA能量計(jì)算方法得到的結(jié)合自由能（ΔGbind）與傘形采樣模擬計(jì)算的PMFs（Potentials of Mean Force）有很好的線性相關(guān)性，并且與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

5、結(jié)果一致。傘形采樣結(jié)果顯示，MK5172與突變后的NS3/4A蛋白酶的結(jié)合/解離路徑與野生型NS3/4A蛋白酶的結(jié)合/解離路徑不同。NS3/4A蛋白酶氨基酸殘基突變后，MK5172與蛋白酶之間的相互作用發(fā)生變化，導(dǎo)致MK5172與NS3/4A蛋白酶的結(jié)合力在催化三角區(qū)、區(qū)域135-139以及區(qū)域154-160不平衡分布，最終引起了MK5172結(jié)合路徑的改變。如果突變后的路徑使MK5172不能順利進(jìn)入結(jié)合口袋，那么病毒就對(duì)MK5172產(chǎn)生