本文關(guān)鍵詞：SARS冠狀病毒主蛋白酶和S蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究及其抑制劑的設(shè)計(jì)　出處：《浙江大學(xué)》2005年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：傳染性非典型肺炎(Severe Acute Respiratory Syndrome,SARS)自爆發(fā)以來(lái)給全世界尤其是中國(guó)帶來(lái)了重大的人身傷害和經(jīng)濟(jì)破壞,本課題組及時(shí)發(fā)揮本組在藥物設(shè)計(jì)方面的多年經(jīng)驗(yàn)積累,在抗SARS藥物設(shè)計(jì)以及免疫方面開(kāi)展了積極而有成效的研究,其主要內(nèi)容由以下幾部分工作組成: 1、SARS病毒基因組主要編碼的蛋白質(zhì)有RNA聚合酶蛋白(聚合酶1a,1b),S蛋白(spike protein),E蛋白(small membrane protein),N蛋白(nucleocapsid protein),主蛋白酶(3C-like proteinase)等。其中,主蛋白酶以其在SARS病毒復(fù)制的過(guò)程中所起的重要作用而成為研究的熱點(diǎn)。我們利用先進(jìn)的生物信息學(xué)分析軟件從已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)(PDB)中搜尋到豬冠狀病毒(TGEV)和人感冒冠狀病毒(HCoV)主蛋白酶與SARS病毒主蛋白酶序列具有很高相似性�；诖嘶A(chǔ),以TGEV的主蛋白酶三維晶體結(jié)構(gòu)為模板來(lái)同源模建了SARS冠狀病毒的主蛋白酶三維結(jié)構(gòu),分析了其結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)特征。 2、由于實(shí)驗(yàn)測(cè)得TGEV和HCoV主蛋白酶在溶液中均有二聚體的形式存在,并且可能在發(fā)揮蛋白酶生物活性方面具有重要作用,因此,我們初步推測(cè)SARS病毒主蛋白酶在體內(nèi)也具有二聚體的存在。參考TGEV和HCoV主蛋白酶二聚體形式,首先搭建了SARS病毒主蛋白酶的二聚體。研究發(fā)現(xiàn),三種蛋白二聚體界面處的靜電分布具有明顯的互補(bǔ)性,三種蛋白酶二聚體單體之間具有相同的靜電和疏水相互作用能。表明SARS病毒主蛋白酶在溶液中也具有二聚體的存在,這被后期的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。 3、近期有實(shí)驗(yàn)證實(shí)SARS病毒主蛋白酶二聚體為該蛋白酶主要生物形式,而單體不具有活性。進(jìn)一步測(cè)得了該蛋白酶的二聚體晶體結(jié)構(gòu),但是其單體的結(jié)構(gòu)不能測(cè)得,這也就使單體失活的原因不能知曉。因此,本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對(duì)該蛋白酶的二聚體和單體形式分別作了1.8ns的分動(dòng)力學(xué)研究,來(lái)考察蛋白單體和二聚體形式構(gòu)象的變化。通過(guò)該動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn),SARS病毒主蛋白酶二聚體活性口袋具有如下三個(gè)特征:1)活性位點(diǎn)His41和Cys145間形成離子
[Abstract]:Severe Acute Respiratory Syndrome. Since the outbreak of SARSs to the world, especially to China has brought major personal injury and economic damage, this group in a timely manner in drug design in many years of experience accumulated. Active and effective studies have been carried out on the design of anti- SARS drugs and immunization, the main contents of which are composed of the following parts: 1 the main protein encoded in the genome of SARS-CoV is RNA polymerase (1a ~ 1b) spike protein. E protein, small membrane protein, N protein, nucleocapsid protein. Main protease 3C-like proteinase. The main protease has become a hot topic for its important role in the replication of SARS virus. We use advanced bioinformatics analysis software to analyze the protein database with known structure. Based on this basis, the sequence of major protease of porcine coronavirus (TGEV) and human common cold coronavirus (HCoV) was similar to that of SARS virus. The three-dimensional structure of SARS coronavirus was constructed by using the three-dimensional crystal structure of main protease of TGEV as template, and the structure and active site characteristics of SARS coronavirus were analyzed. 2. It was found that both TGEV and HCoV have dimer in solution and may play an important role in the biological activity of protease. We preliminarily speculate that the main protease of SARS virus also has dimer in vivo. We refer to the TGEV and HCoV main protease dimer forms. First, the dimer of the main protease of SARS virus was constructed. It was found that the electrostatic distribution at the interface of the three protein dimers was obviously complementary. The three protease dimer monomers have the same electrostatic and hydrophobic interaction energy, which indicates that the main protease of SARS virus also has dimer in solution, which was confirmed by later experiments. 3. Recent experiments have confirmed that the main protease dimer of SARS virus is the main biological form of the protease, but the monomer has no activity. The dimer crystal structure of the protease was further measured. However, the structure of the monomer can not be measured, which makes the cause of the monomer inactivation unknown. In this paper, the dimer and monomer form of the protease were studied by molecular dynamics simulation method. To investigate the conformation changes of monomers and dimers. The active pockets of the main protease dimer of SARS virus have the following three characteristics: 1) the ions formed between His41 and Cys145
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：R373

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本文編號(hào)：1424195