本文關(guān)鍵詞：突變導(dǎo)致HIV-1整合酶活性改變及產(chǎn)生耐藥的分子機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS,艾滋病)是由人類免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的嚴重威脅人類健康的傳染病。自1981年7月第一例艾滋病在美國發(fā)現(xiàn)以來,迄今艾滋病已經(jīng)導(dǎo)致全球2500萬人失去生命。艾滋病目前仍然不能治愈。HIV-1整合酶(Integrase,IN)介導(dǎo)病毒c DNA與宿主細胞基因組整合,是病毒復(fù)制所必需的關(guān)鍵酶之一,抑制IN的功能能夠有效阻斷病毒在宿主細胞內(nèi)的復(fù)制。同時,由于正常人體細胞中沒有IN的功能類似物,特異性作用于IN的抑制劑對人體的副作用較小。因此,IN被認為是抗HIV藥物研發(fā)的理想靶點。IN在體內(nèi)主要通過催化3’-加工和鏈轉(zhuǎn)移兩步反應(yīng)實現(xiàn)整合過程。目前,已開發(fā)出多種IN抑制劑類藥物對艾滋病人進行治療。在眾多IN抑制劑類藥物中,靶向抑制鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的二酮酸(DKA)及其類似物是目前治療效果最好,研究最為成功的一類IN藥物。其中Raltegravir,Elvitegravir和Dolutegravir已被美國FDA批準上市。但由于HIV-1逆轉(zhuǎn)錄錯誤率高,病毒極易發(fā)生耐藥突變。耐藥突變是導(dǎo)致IN抑制劑治療失敗的主要原因,因此,新藥的研發(fā)十分迫切。目前全長的HIV-1 IN晶體結(jié)構(gòu)尚未解析出來,極大地阻礙了耐藥機理的研究和新藥的研發(fā)。本工作首先構(gòu)建了六個全長的二聚體野生型和突變型HIV-1 IN-v/hDNA復(fù)合物模型,然后采用分子對接方法將小分子抑制劑Raltegravir結(jié)合到IN-v/hDNA復(fù)合物中,最后采用分子動力學(MD)模擬方法研究全長的二聚體IN-v/hDN A復(fù)合物的活性,及其與抑制劑Raltegravir的結(jié)合模式和相互作用,來闡明突變導(dǎo)致IN活性改變和產(chǎn)生耐藥的機理,為進一步研發(fā)出對野生型和突變型IN都有抑制效果的新藥提供幫助。研究結(jié)果表明,突變導(dǎo)致IN活性改變的分子機理有:(1)突變導(dǎo)致IN的催化活性中心殘基作用網(wǎng)絡(luò)變化,干擾了兩個Mg2+之間的距離和相對位置,影響IN的活性;(2)突變導(dǎo)致IN的Loop140-143柔性下降,降低了IN的活性;(3)突變導(dǎo)致IN與v/hDNA結(jié)合模式變化,影響了IN的活性;(4)突變導(dǎo)致IN的殘基間運動相關(guān)性改變,干擾了IN-DNA復(fù)合物的穩(wěn)定性,影響IN的活性。突變導(dǎo)致IN對RAL耐藥的分子機理有:(1)突變導(dǎo)致IN-DNA與RAL的結(jié)合模式改變。這種變化削弱了RAL的抑制效果,繼而產(chǎn)生耐藥性;(2)突變導(dǎo)致IN催化活性中心殘基作用網(wǎng)絡(luò)變化,影響IN-v/hDNA與RAL結(jié)合及IN-v/hDNA_RAL復(fù)合物的穩(wěn)定性,進而影響RAL的抑制作用;(3)突變導(dǎo)致IN的殘基間運動相關(guān)性改變,影響RAL與IN-v/hDNA的結(jié)合模式,進而產(chǎn)生耐藥性。本研究對了解突變導(dǎo)致HIV-1 IN的活性改變及耐藥的分子機理提供了幫助,并且可為今后HIV-1 IN抑制劑的優(yōu)化、改造和設(shè)計提供有意義的指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：人類免疫缺陷病毒(HIV) 整合酶 二酮酸抑制劑 突變 耐藥機理
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R373
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 艾滋病與HIV概述10-14
• 1.1.1 艾滋病流行現(xiàn)狀10
• 1.1.2 HIV-1 的結(jié)構(gòu)及其生活周期10-14
• 1.2 以HIV-1 整合酶為靶點的抗艾滋病研究進展14-19
• 1.2.1 HIV-1 整合酶的結(jié)構(gòu)14-16
• 1.2.2 HIV-1 整合酶的功能16-17
• 1.2.3 影響HIV-1 整合酶功能的因素17-18
• 1.2.4 HIV-1 整合酶抑制劑的研究進展18-19
• 1.3 二酮酸及其衍生物類抑制劑的耐藥突變現(xiàn)狀19-21
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容概述21-22
• 第2章 計算機模擬的原理和方法22-34
• 2.1 分子模擬的原理23-30
• 2.1.1 同源模建23
• 2.1.2 分子對接23-25
• 2.1.3 分子動力學模擬25-30
• 2.2 分子模擬的方法30-34
• 2.2.1 同源模建30-31
• 2.2.2 分子對接31
• 2.2.3 分子動力學模擬31-34
• 第3章 全長HIV-1 整合酶模型的構(gòu)建及突變導(dǎo)致活性改變和產(chǎn)生耐藥的分子機理研究34-66
• 3.1 研究背景及意義34
• 3.2 材料與方法34-36
• 3.2.1 體系準備34
• 3.2.2 全長HIV-1 整合酶二聚體模型的構(gòu)建與驗證34-35
• 3.2.3 分子動力學模擬35-36
• 3.2.4 分子對接36
• 3.3 結(jié)果與討論36-66
• 3.3.1 二聚體整合酶復(fù)合物模型的構(gòu)建與評價36-39
• 3.3.2 突變導(dǎo)致整合酶活性變化的分子機理39-55
• 3.3.3 突變導(dǎo)致整合酶產(chǎn)生耐藥性的分子機理55-66
• 第4章 結(jié)論與展望66-68
• 4.1 結(jié)論66-67
• 4.2 展望67-68
• 參考文獻68-74
• 附錄 DNA核苷酸序列索引74-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文76-78
• 致謝78

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 秦浩;高麗;郭軍;;抗HIV活性木脂素類化合物研究進展[J];病毒學報;2012年05期

2 劉昕;譚建軍;陳慰祖;劉斌;李杉;王存新;;用支持向量機預(yù)測HIV-1整合酶抑制劑活性[J];北京工業(yè)大學學報;2013年04期

3 劉斌;劉昕;李杉;何紅秋;張小軼;譚建軍;陳慰祖;王存新;;HIV-1整合酶鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)抑制劑的熒光篩選方法[J];中國生物工程雜志;2013年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉昕;HIV-1整合酶抑制劑篩選及其活性檢測方法研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張嫻;黃酮類Vif-A3G拮抗劑的設(shè)計與合成[D];大連理工大學;2011年

2 何獻卓;整合酶藥效團模型構(gòu)建及芳香二酮類化合物的設(shè)計與合成[D];北京工業(yè)大學;2012年

3 李圣軍;相轉(zhuǎn)移萃取法高效分離紫錐菊中菊苣酸的方法研究[D];湖南師范大學;2012年

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6 王玉鋼;抗HIV那韋類藥物中間體合成工藝研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

7 郭飛飛;山西省部分地區(qū)HIV-1毒株基因變異特征研究[D];中國疾病預(yù)防控制中心;2012年

  本文關(guān)鍵詞：突變導(dǎo)致HIV-1整合酶活性改變及產(chǎn)生耐藥的分子機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259209