蛋白激酶非活性構象的預測方法研究.pdf

1、蛋白激酶是重要的藥物靶點之一。激酶催化域中保守基序Asp-Phe-Gly(DFG)的構象控制著其活性狀態(tài):DFG-in構象對應活性狀態(tài)，而DFG-out構象為非活性狀態(tài)。與靶向DFG-in構象的type-Ⅰ抑制劑不同，type-Ⅱ抑制劑與DFG-out構象結合，其選擇性比type-Ⅰ抑制劑更好，是目前研究的熱點。
　　由于激酶DFG-out構象的晶體結構難以獲得，阻礙了基于結構的藥物分子設計方法在type-Ⅱ抑制劑開發(fā)中的應用。為

2、解決此間題，本文提出了一種利用激酶DFG-in活性結構來預測非活性構象的計算方法—活性鏈段重塑法。該法對DFG-in結構的活性鏈段的可能構象進行大量采樣，獲得DFG-out構象系綜，再以小分子對系綜中構象的選擇結合來得到可與type-Ⅱ抑制劑結合的DFG-out構象。用此方法成功地預測了7種激酶的DFG-out構象模型，及type-Ⅱ抑制劑與DFG-out結構的結合構象，與晶體結構比較，吻合良好。同時，我們使用小分子數(shù)據(jù)庫檢驗了所預測的

3、DFG-out模型對type-Ⅱ抑制劑的虛擬篩選能力。AUC(areaunder curve)結果表明，用所得模型能有效地篩選出給定激酶的type-Ⅱ抑制劑。因此，所發(fā)展的蛋白激酶非活性構象預測方法，以及相應小分子篩選流程有很高的可行性，非常有望在type-Ⅱ抑制劑的設計與篩選中得到充分應用。
　　另外，為了解激酶產(chǎn)生DFG-out構象的難易程度，本文采用SBM(structure-based models)對激酶ABL1和LCK

4、的DFG-in與DFG-out構象之間的轉換(DFG flip)進行了分子動力學模擬，成功地得到了flip的反應軌跡。用局部構象空間采樣與PMF(potential of mean force)計算得到了反應軌跡中的自由能變化，說明ABL1比LCK更容易產(chǎn)生DFG-out構象，這也與兩種激酶在結晶時的實驗觀察是一致的。因此，用SBM方法研究激酶DFG flip有很高可行性，且效率較高。并且，結合我們所提出的非活性構象預測方法，有望能夠預