微菌素J25β發(fā)夾區(qū)域的分子動(dòng)力學(xué)研究

發(fā)布時(shí)間：2020-08-24 16:50

【摘要】：微菌素J25是由21個(gè)氨基酸組成的套索性多肽。它的氮端的第1位甘氨酸與第8位谷氨酸形成了一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu),第9位到第21位氨基酸形成的線型尾巴從環(huán)中穿過,第19位的苯丙氨酸和第20位的酪氨酸的芳香族側(cè)鏈跨越在環(huán)的兩側(cè)來穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使微菌素J25不僅具備抗菌肽的一般特點(diǎn)之外,還具有熱穩(wěn)定性、耐酸性、以及對(duì)蛋白酶具有一定的抗性等顯著優(yōu)點(diǎn)。生化實(shí)驗(yàn)研究證明微菌素J25首先與病原菌細(xì)胞膜表面的FhuA結(jié)合,然后通過TonB/ExbB/ExbD形成的質(zhì)子動(dòng)力能量打開FhuA底部的塞子,使微菌素J25進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。最后依靠細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SbmA把微菌素轉(zhuǎn)運(yùn)到RNA聚合酶處。通過與RNA聚合酶的結(jié)合、抑制其發(fā)揮正常作用從而來達(dá)到殺菌的目的。已有的實(shí)驗(yàn)表明微菌素J25的環(huán)狀結(jié)構(gòu)主要是與RNA聚合酶結(jié)合;但對(duì)微菌素J25的β發(fā)夾區(qū)域的功能有很大爭(zhēng)議。爭(zhēng)議的焦點(diǎn)是它在與FhuA的結(jié)合過程中是否起著主要作用。已有生化實(shí)驗(yàn)對(duì)微菌素J25的β發(fā)夾區(qū)域的第12、13、15位氨基酸進(jìn)行飽和突變,突變后的微菌素J25相對(duì)殺菌效率改變極大,但殺菌效率提升的原因并不知道。我們選取了相對(duì)殺菌率為0.67、1、3.9、4.8四個(gè)微菌素J25突變體進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬,通過對(duì)模擬結(jié)果分析我們發(fā)現(xiàn)對(duì)β發(fā)夾區(qū)域的個(gè)別氨基酸進(jìn)行改變可以顯著地改變其與FhuA的自由結(jié)合能的大小。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)在結(jié)合能顯著提升的兩個(gè)微菌素J25突變體中第12位的組氨酸對(duì)自由結(jié)合能的貢獻(xiàn)很大,貢獻(xiàn)值約為總自由結(jié)合能的一半。這些結(jié)果可以說明微菌素J25的β發(fā)夾區(qū)域?qū)τ谄渑cFhuA的結(jié)合至關(guān)重要。比較四個(gè)體系的自由結(jié)合能與相對(duì)殺菌效率可以發(fā)現(xiàn),相對(duì)殺菌效率的高低與自由結(jié)合能的大小呈正相關(guān)性,我們可以推測(cè)該生化實(shí)驗(yàn)中微菌素J25突變后殺菌效率的改變與它和FhuA的結(jié)合強(qiáng)弱有很大關(guān)系。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)提高微菌素的殺菌效率、對(duì)套索型多肽的藥物設(shè)計(jì)具有深遠(yuǎn)的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.12;TQ465
【圖文】：

側(cè)鏈,黑色,端線,肽鍵

191 微菌素 J25 的結(jié)構(gòu)。Gly1 和 Glu8 形成了異構(gòu)肽鍵（紅色部分）。Phe19 和 Tyr20 跨側(cè)（黃色部分），從而穩(wěn)定微菌素 J25 的結(jié)構(gòu)。His5（黑色部分）與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 SbmA切相關(guān)，Gly21（黑色部分）對(duì) RNA 聚合酶的抑制至關(guān)重要，Tyr9（灰色部分）抑制吸鏈。1 The structure of microcin j25. Gly1 and Glu8 form isomeric peptide bonds (red part). Pheyr20 cross on both sides (yellow part) of the loop, thereby stabilizing the structure of micro The His5 (black part) is closely related to the binding of the transporter SbmA, Gly21 (blacis essential for the inhibition of RNApolymerase, and Tyr9 (grey part) inhibits the respiratochain.MccJ25 的環(huán)是由 N 端的第一位甘氨酸和第八位的谷氨酸側(cè)鏈連接而成。氨基酸組成的 C 端線型尾巴從環(huán)中穿過（無共價(jià)相互作用和空間位阻），型尾巴是通過第 19 位的苯丙氨酸和第 20 位的酪氨酸的芳香族側(cè)鏈跨越在

盒子,二維周期,鏡像,中粒

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 <12min( , , ) (可以用圖 2-1 來解釋周期性邊界條件的概念。下圖中的九個(gè)方格代表在最中心的一個(gè)盒子是我們模擬的體系。位于其周圍的八個(gè)盒子，模擬體系的周期性鏡像。鏡像也就是模擬體系的復(fù)制品。其中的狀的情況一模一樣。在模擬的過程中會(huì)發(fā)生粒子的不停運(yùn)動(dòng)，這樣的向一個(gè)方向移出中間的格子，而周圍的格子從而補(bǔ)充進(jìn)相同的粒子模擬過程中位于體系內(nèi)的粒子數(shù)始終保持不變。

谷氨酸,殘基,參數(shù)