組蛋白去乙酰化酶及其抑制劑相互作用的分子模擬.pdf

1、組蛋白去乙?；?HDACs)與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。組蛋白去乙?；敢种苿┛梢哉T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)停滯、分化和凋亡，是一類新型具有前景的抗癌藥物。HDACs可分為四大類18個(gè)亞型：其中I類(HDAC1，2，3，8)、II類(HDAC4-7，9，10)和IV類(HDAC11)為依賴Zn2+的金屬酶，III類為NAD+依賴酶。I類HDACs的活性中心已根據(jù)組蛋白去乙?；割愃频鞍?HDLP)和HDAC8的晶體結(jié)構(gòu)解明，但抑制劑對(duì)HDACs亞型有選

2、擇性的原因還未被解析。從結(jié)構(gòu)上看，環(huán)肽類抑制劑較大的環(huán)骨架帽子基團(tuán)作為表面識(shí)別區(qū)，可能是影響抑制劑活性和選擇性的原因。 Apicidin及其三個(gè)類似物(apicidin B，apicidin C和analogue d)是環(huán)肽類HDACs抑制劑，實(shí)驗(yàn)測(cè)得對(duì)HDAC1的IC50分別是1、10、6和86 nM，而apicidin對(duì)HDAC8的IC50大于1000 nM。本文通過(guò)計(jì)算機(jī)分子模擬方法研究HDACs與其抑制劑的相互識(shí)別及相

3、互作用。首先，以人類HDAC8晶體結(jié)構(gòu)為模板，構(gòu)建人類HDAC1的結(jié)構(gòu)模型，經(jīng)PROCHECK、WHATIF、ERRAT等方法評(píng)估表明該模型合理可信。然后，通過(guò)分子對(duì)接得到了四種環(huán)肽分別與HDAC1和HDAC8的對(duì)接模型。最后，采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究HDAC1-apicidin和HDAC8-apicidin兩個(gè)復(fù)合物模型的穩(wěn)定性。 模擬結(jié)果表明：所建HDAC1模型結(jié)構(gòu)與HDAC8晶體結(jié)構(gòu)類似。在活性口袋入口處，HDAC1與H

4、DAC8主要有兩個(gè)氨基酸殘基不同，HDAC1的Glu98和Arg270取代了HDAC8的Tyr100和Met274。兩個(gè)殘基的改變使活性口袋入口變得較開(kāi)闊，使得有較大表面識(shí)別區(qū)帽子基團(tuán)的環(huán)肽抑制劑更易于結(jié)合到活性位點(diǎn)上。Apicidin及其類似物金屬結(jié)合區(qū)的羰基部分與Zn2+螯合是獲得低結(jié)合自由能的保證。Analogue d的結(jié)合自由能(△Gbinding=-8.54 kcal/mol)高于apicidin(△Gbinding=-9.6

5、7 kcal/mol)，表明analogued活性較低，這與analogue d和HDAC1中較少的氨基酸殘基相互作用的結(jié)果一致。Apicidin與HDAC8的對(duì)接結(jié)果表明，apicidin更易于結(jié)合在臨近活性口袋的另一位點(diǎn)上，而不是結(jié)合到活性位點(diǎn)螫合Zn2+，這不僅使酶和抑制劑形成的相互作用不穩(wěn)定，還使抑制劑不能與組蛋白賴氨酸乙酰化的側(cè)鏈競(jìng)爭(zhēng)活性口袋。這是apicidin對(duì)HDAC1和HDAC8具有選擇性抑制活性的原因之一。分子動(dòng)力學(xué)