抗凋亡蛋白Mcl-1結(jié)合BH3結(jié)構(gòu)域多肽的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、凋亡抑制造成了癌癥形成及傳統(tǒng)癌癥療法效果降低，這是人類癌癥治療的一個(gè)難題。各種各樣細(xì)胞內(nèi)在及外在的分子機(jī)制共同造成了腫瘤形成，因此靶向這類機(jī)制中的一些關(guān)鍵蛋白質(zhì)分子以使細(xì)胞順利凋亡的方法受到了廣泛的關(guān)注。Mcl-1是Bcl-2 家族蛋白中的一種重要抗凋亡成員，在多種惡性腫瘤細(xì)胞中呈高表達(dá)，并且其表達(dá)受到了多種機(jī)制非常嚴(yán)格的調(diào)控。抑制Mcl-1蛋白表達(dá)或中和其抗凋亡活性可使Mcl-1 依賴的細(xì)胞更容易發(fā)生凋亡，這為克服多種癌癥提供了美好前

2、景。促凋亡蛋白BH3 區(qū)域多肽能緊密結(jié)合抗凋亡蛋白Mcl-1的疏水結(jié)合谷，并且在活細(xì)胞中負(fù)責(zé)凋亡調(diào)控。因此，需要理解Mcl-1 與BH3 抑制劑間的蛋白-多肽相互作用原理，以設(shè)計(jì)出更強(qiáng)抑制性的Mcl-1 特異性抑制劑。
　　 本文中采用分子動(dòng)力學(xué)(MD)方法模擬Mcl-1蛋白與不同Bcl-2 家族蛋白的BH3多肽形成的復(fù)合物，并用MMPBSA 方法估算各BH3 抑制劑的親和能力。有趣的是一些理論預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測得值非常接近，相關(guān)

3、性非常好。然后利用MMGBSA 方法分解結(jié)合自由能以評(píng)價(jià)結(jié)合表面氨基酸殘基的相對(duì)重要性，并在原子水平上研究Mcl-1 與BH3 螺旋間相互作用特征。
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Mcl-1和野生型Mcl-1 BH3多肽形成的復(fù)合物與其和碳?xì)浠衔镝斪有揎椀腂H3多肽形成的復(fù)合物相比具有相近的穩(wěn)定性，說明碳?xì)浠衔镝斪訉?duì)BH3多肽的親和力影響較小。Mcl-1蛋白中從Ala249到Gln270 殘基的片段中位于結(jié)合表面的氨基酸殘基在穩(wěn)定BH3

4、抑制劑過程中發(fā)揮了重要作用。
　　 而Mcl-1 BH3 抑制劑中，Leu213，Val216，Gly217和Val220等疏水殘基與Mcl-1的結(jié)合表面形成穩(wěn)固的相互作用，對(duì)穩(wěn)定復(fù)合物結(jié)構(gòu)有重大意義。Mcl-1 與多肽間疏水性的相互作用同時(shí)被額外的靜電相互作用所強(qiáng)化。另外，Leu210和His224 對(duì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定也做出了積極貢獻(xiàn)。
　　 在Mcl-1、Bax和Bim的BH3多肽與Mcl-1蛋白結(jié)合時(shí)，BH3多肽中

5、的兩個(gè)保守帶電氨基酸殘基（Asp I和Arg/Lys I-4）和四個(gè)保守疏水殘基（Leu I-5、Ile/Val I-2、Gly I-1、Val/Leu/Phe I+2）對(duì)穩(wěn)定化合物結(jié)構(gòu)具有重要意義；Bim多肽的Glu3 殘基與Mcl-1蛋白的Arg248 殘基間的鹽橋是Bim 對(duì)Mcl-1的較高親和力的重要原因；而BaX多肽在它的I-4位置被賴氨酸（Lys64）占據(jù)影響了它與Mcl-1的緊密結(jié)合；BH3多肽上其它間斷的非極性殘基（I-