基于分子動(dòng)力學(xué)方法研究殘基突變對(duì)P53構(gòu)象變化的影響.pdf

1、P53作為腫瘤抑制因子,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及治療等方面發(fā)揮著重要作用.正常P53蛋白具有“基因衛(wèi)士”的功能,能參與細(xì)胞周期阻滯、DNA修復(fù)、細(xì)胞凋亡等重要的生物學(xué)過程.P53蛋白與其它蛋白結(jié)合或者發(fā)生基因突變,則會(huì)導(dǎo)致生物功能的喪失.在所發(fā)生的惡性腫瘤中,50％以上存在P53殘基突變,而突變主要發(fā)生在P53-DNA結(jié)合域.人類腫瘤中P53突變主要在高度保守區(qū)內(nèi),以175、245,248、249、273、282位點(diǎn)突變最高,其中有4個(gè)突變熱

2、點(diǎn)殘基位于高度保守區(qū)域IV(殘基234-255).研究殘基突變對(duì)P53結(jié)構(gòu)的影響,對(duì)預(yù)防和治療由殘基突變引起的腫瘤疾病具有重要意義.
　　作為實(shí)驗(yàn)研究的有效補(bǔ)充手段,分子動(dòng)力學(xué)模擬在研究生物大分子結(jié)構(gòu)與功能方面具有重要作用.本文利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,研究P53的R249S、R248W和G245S不同突變對(duì)P53肽段構(gòu)象的影響.選取P53-DNA結(jié)合域殘基230-258肽段為研究對(duì)象,利用GROMACS模擬軟件,對(duì)野生型肽段wtP

3、53、單點(diǎn)突變型肽段P53-R249S、兩點(diǎn)突變型肽段P53-R249S/R248W和三點(diǎn)突變型肽段P53-R249S/R248W/G245S進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬,每組體系模擬時(shí)間為500ns.通過對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)形成情況,以及構(gòu)象異質(zhì)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析,研究不同殘基突變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　(1)與wtP53肽段相比,單殘基R249S發(fā)生突變時(shí),構(gòu)象雖然仍主要分布在β折疊區(qū),但是其幾率減小,同時(shí)產(chǎn)生α螺旋構(gòu)象的傾向增加;

4、肽段兩端點(diǎn)殘基形成strand幾率減小,在突變點(diǎn)附近殘基形成strand幾率增大;構(gòu)象自由能較低,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng).單殘基R249S突變時(shí),突變點(diǎn)附近結(jié)構(gòu)展開程度及異質(zhì)性并沒有發(fā)生較大變化,同時(shí),245和248位點(diǎn)附近結(jié)構(gòu)也沒有發(fā)生較大變化;單殘基R249S突變會(huì)使二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,但三級(jí)結(jié)構(gòu)近似不變.
　　(2)R249S和R248W兩點(diǎn)同時(shí)突變時(shí),將使R249S突變?cè)斐傻慕Y(jié)構(gòu)變化進(jìn)一步加劇,其構(gòu)象雖然仍舊主要分布在β折疊區(qū),但出

5、現(xiàn)α螺旋構(gòu)象的幾率增加;二級(jí)結(jié)構(gòu)形成情況變化較大,形成2個(gè)turn和3個(gè)strand模式,同時(shí)三級(jí)結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生較大變化.在R249S突變基礎(chǔ)上,R248W突變使得突變位點(diǎn)附近結(jié)構(gòu)變得緊湊,肽段結(jié)構(gòu)變得比較穩(wěn)定,殘基漲落較小,結(jié)構(gòu)異質(zhì)性較低.
　　(3)在兩個(gè)殘基R249S、R248W突變的基礎(chǔ)上,增加第三個(gè)殘基G245S突變后，R249S和R248W突變對(duì)肽段影響減弱,殘基主鏈二面角平均力勢(shì)分布趨于wtP53的分布;三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成

6、情況趨于wtP53體系,表明R249S、R248W兩突變與G245S突變對(duì)肽段結(jié)構(gòu)的影響相反.三殘基同時(shí)突變導(dǎo)致肽段的結(jié)構(gòu)異質(zhì)性增大,特別是突變位點(diǎn)245附近殘基漲落較大,結(jié)構(gòu)相對(duì)松散.
　　第一章為綜述,簡(jiǎn)單介紹了P53蛋白、該蛋白結(jié)構(gòu)、功能以及P53-DNA結(jié)合域殘基突變.第二章對(duì)分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行了介紹,包括分子動(dòng)力學(xué)模擬原理、分子動(dòng)力學(xué)模擬的應(yīng)用及發(fā)展、常用的GROMACS模擬軟件.第三章介紹了本工作的研究對(duì)象及方法,包括