基于BRCA基因保守序列活性肽的設(shè)計、合成及與靶標RAD51的相互作用
發(fā)布時間:2021-08-20 16:21
乳腺癌是威脅女性健康的惡性腫瘤之一,隨著年齡的增長患病人數(shù)不斷增加,其發(fā)生涉及了多種基因的變化,這些變化導(dǎo)致細胞的惡性增殖并誘發(fā)癌變。研究發(fā)現(xiàn)大部分的乳腺癌患者與乳腺癌易感基因(BRCA)的突變密切有關(guān)。乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2分別位于人類17號、13號染色體上,都是非常重要的抑癌基因。BRCA1和BRCA2的有害突變會降低基因調(diào)控和DNA修復(fù)功能,導(dǎo)致受損DNA的積累和細胞內(nèi)同源重組修復(fù)功能的紊亂,從而使乳腺癌、卵巢癌等癌癥的發(fā)病率增加。DNA同源重組酶RAD51是一種重要的DNA修復(fù)蛋白,也是一種被廣泛研究的腫瘤抑制基因產(chǎn)物。在維持基因組穩(wěn)定性和完整性的過程中,同源重組可以準確修復(fù)斷裂的DNA雙鏈,RAD51是參與修復(fù)過程中最重要蛋白之一。BRCA1和BRCA2與RAD51之間的相互作用在同源重組和雙鏈DNA修復(fù)過程中起著關(guān)鍵作用。本論文中以BRCA(BRCA1和BRCA2)基因中的保守序列為模板,RAD51的關(guān)鍵肽段為靶標,通過計算機設(shè)計篩選出可以改善RAD51作用效果的11條突變肽。利用Fmoc固相合成法合成,反相高效液相色譜(RP-HPLC)分離和純化,最后經(jīng)過電...
【文章來源】:鄭州大學河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
018年世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計新型癌癥病發(fā)率和死亡率
前言6圖1.2DNA的損傷修復(fù)RAD51基因位于第15號染色體上,由339個氨基酸殘基構(gòu)成,具有重要的生理功能,是研究較多的抑癌基因,可通過同源重組參與損傷DNA的修復(fù),并且對基因穩(wěn)定性的維持起著重要作用[40,41]。RAD51家族的基因,包括RAD51和5個RAD51樣基因(XRCC2、XRCC3、RAD51L1B、RAD51L2C、RAD51L3D)在這一途徑中具有重要作用。當細胞處于某些特殊的情況時DNA會出現(xiàn)雙鏈斷裂(Doublestrandbreak,DSB),會造成一定程度的損傷,而同源重組在其修復(fù)的過程中就扮演了非常重要的角色[42]。同源配對是雙鏈和單鏈之間的反應(yīng),同源單鏈DNA末端侵襲同源雙鏈DNA斷裂的位點形成異二倍體后修復(fù)損傷的DNA,也有研究表明RAD51及同系物都會對同源配對起到一定的輔助作用[43]。在此過程中會形成一種蛋白復(fù)合物-核灶區(qū),RAD51過度表達后與受損的DNA斷列處相連接,受損部分會形成核內(nèi)結(jié)構(gòu),隨后其修復(fù)功能啟動[44]。此外在同源重組中p53、BRCA1、BRCA2都起到了一定的作用,并且在核灶區(qū)形成中抑癌基因都有所參與[45]。1.2.3BRCA1的結(jié)構(gòu)與功能乳腺癌易感基因1(BRCA1)是一種重要的抑癌基因,它和多種抑癌基因共同
基酸殘基組成[56],其中有8個高度保守的重復(fù)基元(BRC1-BRC8)。隨著研究的深入人們把目光聚焦在BRCA2的C端,外顯子11的結(jié)構(gòu)域(圖1.4)并研究了8個重復(fù)基元與RAD51蛋白之間的相互作用。Carreira等[57]對重復(fù)基元進行了研究,證明BRC4是八個重復(fù)基元中最為關(guān)鍵的區(qū)域,其中1524-FHTA-1527和1545-LFDE-1548在BRC4與RAD51結(jié)合過程中具有非常重要的作用[58]。另外,BRCA2也可以與p53等多種與癌癥相關(guān)的基因和蛋白相互作用,因此研究BRCA2重復(fù)基元與RAD51的相互作用將會為我們進一步研究空間結(jié)構(gòu)作用機制提供重要的思路。圖1.4BRCA2的結(jié)構(gòu)圖1.3多肽的計算機輔助理性設(shè)計多肽是人體內(nèi)重要的活性物質(zhì),且此類藥物還具有傳統(tǒng)小分子藥物不具備的優(yōu)勢。因此多肽成為藥物研發(fā)的熱點,再加上高效合理的設(shè)計為藥物開辟了新道路、注入了新的活力。目前新型的藥物研究已經(jīng)不局限于結(jié)構(gòu)理論推理,越來越多的小分子藥物的量化結(jié)構(gòu)和性能數(shù)據(jù)庫被建立并不斷被補充完善[59]。隨著計算機輔助設(shè)計多肽的熱潮,人們對肽與肽或肽與蛋白相關(guān)作用的研究找到了新的途徑。計算機輔助設(shè)計是以計算機化學為基礎(chǔ),通過計算機的模擬主體和受體分子之間的相互作用,設(shè)計和優(yōu)化先導(dǎo)化合物的方法[60]。計算機輔助多肽的設(shè)計一般是先通過X-Ray技術(shù)獲取受體分子結(jié)合部位的結(jié)構(gòu),再用分子模擬軟件分析其結(jié)構(gòu)的性質(zhì),如靜電嘗氫鍵的分布等。最后用數(shù)據(jù)庫搜尋等技術(shù),識別得到分子的理化性質(zhì)與受體分子作用相匹配的分子,合成并測試與模擬結(jié)果相論證。多肽的設(shè)計方法有很多,如嵌合體設(shè)計、高通量篩選及構(gòu)象等,在本實驗中,主要采用計算機軟件DiscoveryStudio(DS)輔助進行類BRCA突變肽的設(shè)計,F(xiàn)階段使用的主要對接程序是于傅里葉轉(zhuǎn)換技術(shù)(FFT)對接算法基礎(chǔ)上,充分考慮
【參考文獻】:
期刊論文
[1]畜禽副產(chǎn)物蛋白質(zhì)及其水解物的美拉德反應(yīng)在食品加工中的應(yīng)用[J]. 陳曉,時海波,楊恒,鄒燁,張新笑,王道營,苗穎. 食品安全質(zhì)量檢測學報. 2019(13)
[2]同源重組修復(fù)相關(guān)Rad51在腫瘤中的研究進展[J]. 巫彥博. 中外醫(yī)學研究. 2019(09)
[3]骨形態(tài)發(fā)生蛋白2活性多肽藥物的計算機輔助設(shè)計[J]. 徐毅,王揚劍,華祖廣,魏鵬. 現(xiàn)代實用醫(yī)學. 2019(03)
[4]生酮飲食在腫瘤治療中的臨床應(yīng)用進展[J]. 張旭,孫迪,姜桂春. 腫瘤代謝與營養(yǎng)電子雜志. 2018(01)
[5]基于Tat(49-57)抗菌肽的設(shè)計、合成與性質(zhì)研究[J]. 呂名秀,買文鵬,盧奎,段冰潮,趙玉芬. 有機化學. 2018(01)
[6]類乳腺癌易感基因BRCA1肽的設(shè)計、合成及與抑癌基因蛋白RAD51肽段的相互作用[J]. 李林璐,呂名秀,盧奎,劉廣斌,彭露. 有機化學. 2018(01)
[7]關(guān)于固相有機合成及其在精細化工中的應(yīng)用與前景探討[J]. 王猛. 科技與創(chuàng)新. 2017(16)
[8]多肽BRC4的固相法合成及其與RAD51(231-260)的相互作用[J]. 馬麗,紀浩杰,王瑩,趙東欣,盧奎. 合成化學. 2017(02)
[9]同源重組和重組酶Rad51的調(diào)控[J]. 周化民,孫旭利,陳建明. 生物化學與生物物理進展. 2016(12)
[10]枸杞多肽的制備及其抗氧化活性研究[J]. 李松林,林靜,蔣長興,陳曉明,王小花,葉華,王輝. 輕工學報. 2016(06)
本文編號:3353824
【文章來源】:鄭州大學河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
018年世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計新型癌癥病發(fā)率和死亡率
前言6圖1.2DNA的損傷修復(fù)RAD51基因位于第15號染色體上,由339個氨基酸殘基構(gòu)成,具有重要的生理功能,是研究較多的抑癌基因,可通過同源重組參與損傷DNA的修復(fù),并且對基因穩(wěn)定性的維持起著重要作用[40,41]。RAD51家族的基因,包括RAD51和5個RAD51樣基因(XRCC2、XRCC3、RAD51L1B、RAD51L2C、RAD51L3D)在這一途徑中具有重要作用。當細胞處于某些特殊的情況時DNA會出現(xiàn)雙鏈斷裂(Doublestrandbreak,DSB),會造成一定程度的損傷,而同源重組在其修復(fù)的過程中就扮演了非常重要的角色[42]。同源配對是雙鏈和單鏈之間的反應(yīng),同源單鏈DNA末端侵襲同源雙鏈DNA斷裂的位點形成異二倍體后修復(fù)損傷的DNA,也有研究表明RAD51及同系物都會對同源配對起到一定的輔助作用[43]。在此過程中會形成一種蛋白復(fù)合物-核灶區(qū),RAD51過度表達后與受損的DNA斷列處相連接,受損部分會形成核內(nèi)結(jié)構(gòu),隨后其修復(fù)功能啟動[44]。此外在同源重組中p53、BRCA1、BRCA2都起到了一定的作用,并且在核灶區(qū)形成中抑癌基因都有所參與[45]。1.2.3BRCA1的結(jié)構(gòu)與功能乳腺癌易感基因1(BRCA1)是一種重要的抑癌基因,它和多種抑癌基因共同
基酸殘基組成[56],其中有8個高度保守的重復(fù)基元(BRC1-BRC8)。隨著研究的深入人們把目光聚焦在BRCA2的C端,外顯子11的結(jié)構(gòu)域(圖1.4)并研究了8個重復(fù)基元與RAD51蛋白之間的相互作用。Carreira等[57]對重復(fù)基元進行了研究,證明BRC4是八個重復(fù)基元中最為關(guān)鍵的區(qū)域,其中1524-FHTA-1527和1545-LFDE-1548在BRC4與RAD51結(jié)合過程中具有非常重要的作用[58]。另外,BRCA2也可以與p53等多種與癌癥相關(guān)的基因和蛋白相互作用,因此研究BRCA2重復(fù)基元與RAD51的相互作用將會為我們進一步研究空間結(jié)構(gòu)作用機制提供重要的思路。圖1.4BRCA2的結(jié)構(gòu)圖1.3多肽的計算機輔助理性設(shè)計多肽是人體內(nèi)重要的活性物質(zhì),且此類藥物還具有傳統(tǒng)小分子藥物不具備的優(yōu)勢。因此多肽成為藥物研發(fā)的熱點,再加上高效合理的設(shè)計為藥物開辟了新道路、注入了新的活力。目前新型的藥物研究已經(jīng)不局限于結(jié)構(gòu)理論推理,越來越多的小分子藥物的量化結(jié)構(gòu)和性能數(shù)據(jù)庫被建立并不斷被補充完善[59]。隨著計算機輔助設(shè)計多肽的熱潮,人們對肽與肽或肽與蛋白相關(guān)作用的研究找到了新的途徑。計算機輔助設(shè)計是以計算機化學為基礎(chǔ),通過計算機的模擬主體和受體分子之間的相互作用,設(shè)計和優(yōu)化先導(dǎo)化合物的方法[60]。計算機輔助多肽的設(shè)計一般是先通過X-Ray技術(shù)獲取受體分子結(jié)合部位的結(jié)構(gòu),再用分子模擬軟件分析其結(jié)構(gòu)的性質(zhì),如靜電嘗氫鍵的分布等。最后用數(shù)據(jù)庫搜尋等技術(shù),識別得到分子的理化性質(zhì)與受體分子作用相匹配的分子,合成并測試與模擬結(jié)果相論證。多肽的設(shè)計方法有很多,如嵌合體設(shè)計、高通量篩選及構(gòu)象等,在本實驗中,主要采用計算機軟件DiscoveryStudio(DS)輔助進行類BRCA突變肽的設(shè)計,F(xiàn)階段使用的主要對接程序是于傅里葉轉(zhuǎn)換技術(shù)(FFT)對接算法基礎(chǔ)上,充分考慮
【參考文獻】:
期刊論文
[1]畜禽副產(chǎn)物蛋白質(zhì)及其水解物的美拉德反應(yīng)在食品加工中的應(yīng)用[J]. 陳曉,時海波,楊恒,鄒燁,張新笑,王道營,苗穎. 食品安全質(zhì)量檢測學報. 2019(13)
[2]同源重組修復(fù)相關(guān)Rad51在腫瘤中的研究進展[J]. 巫彥博. 中外醫(yī)學研究. 2019(09)
[3]骨形態(tài)發(fā)生蛋白2活性多肽藥物的計算機輔助設(shè)計[J]. 徐毅,王揚劍,華祖廣,魏鵬. 現(xiàn)代實用醫(yī)學. 2019(03)
[4]生酮飲食在腫瘤治療中的臨床應(yīng)用進展[J]. 張旭,孫迪,姜桂春. 腫瘤代謝與營養(yǎng)電子雜志. 2018(01)
[5]基于Tat(49-57)抗菌肽的設(shè)計、合成與性質(zhì)研究[J]. 呂名秀,買文鵬,盧奎,段冰潮,趙玉芬. 有機化學. 2018(01)
[6]類乳腺癌易感基因BRCA1肽的設(shè)計、合成及與抑癌基因蛋白RAD51肽段的相互作用[J]. 李林璐,呂名秀,盧奎,劉廣斌,彭露. 有機化學. 2018(01)
[7]關(guān)于固相有機合成及其在精細化工中的應(yīng)用與前景探討[J]. 王猛. 科技與創(chuàng)新. 2017(16)
[8]多肽BRC4的固相法合成及其與RAD51(231-260)的相互作用[J]. 馬麗,紀浩杰,王瑩,趙東欣,盧奎. 合成化學. 2017(02)
[9]同源重組和重組酶Rad51的調(diào)控[J]. 周化民,孫旭利,陳建明. 生物化學與生物物理進展. 2016(12)
[10]枸杞多肽的制備及其抗氧化活性研究[J]. 李松林,林靜,蔣長興,陳曉明,王小花,葉華,王輝. 輕工學報. 2016(06)
本文編號:3353824
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