本文關(guān)鍵詞：白細(xì)胞介素IL-8及受體CXCR1的分子動力學(xué)模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：白細(xì)胞介素8(IL-8)(又稱為趨化因子CXCL8)通過結(jié)合、激活其特異性受體CXCR1(A類G蛋白偶聯(lián)受體家族成員),在人體免疫響應(yīng)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。IL-8與CXCR1的結(jié)合不是一步到位的,而是動態(tài)的。因此,研究IL-8與CXCR1的動態(tài)結(jié)合過程以及受體-配體相互作用對于理解趨化因子-受體功能發(fā)揮的分子機(jī)制以及靶向藥物的設(shè)計有重要意義�；贗L-8與CXCR1結(jié)合的“Multistep”模型[1],對應(yīng)于IL-8與CXCR1結(jié)合過程不同狀態(tài)的三個模型Step0、Step1和Step2被建立,Step0為無配體狀態(tài)下野生型CXCR1,Step1為IL-8結(jié)合到CXCR1的N末端區(qū)域(C XCR1 N-terminus)的復(fù)合物,Step2是通過蛋白-蛋白對接獲得的IL-8與CXCR1胞外loop區(qū)域(CXCR1-ECLs)結(jié)合的復(fù)合物。本研究對以上三個模型各進(jìn)行三次50ns的分子動力學(xué)模擬。Step2雖為蛋白-蛋白對接得到的IL-8/CXCR1復(fù)合物,但由于對接時指定了突變實驗證實的關(guān)鍵殘基為結(jié)合位點,因此該復(fù)合物的結(jié)合狀態(tài)與實驗數(shù)據(jù)一致性較好。對于Step2的研究揭示了受體-配體結(jié)合面存在靜電、氫鍵、鹽橋和疏水相互作用,驗證了突變實驗證實的,存在于CXCR1的Cys110、Arg199、Glu275、Arg280,以及IL-8的Glu4、Arg6六個關(guān)鍵殘基,并發(fā)現(xiàn)了位于IL-8上的Glu24、Asp45和Glu48三個殘基,這三個殘基雖暫未被突變實驗發(fā)現(xiàn),但它們同時參與了靜電和氫鍵相互作用,對于受體-配體相互作用具有重要性。綜合Step0、Step1和Step2三個模型的平衡軌跡分析,發(fā)現(xiàn)了受體CXCR1在不同結(jié)合狀態(tài)下的構(gòu)象差異,即IL-8結(jié)合其N末端的CXCR1(Step1),其胞外loop區(qū)域柔性增加,該區(qū)域上結(jié)合IL-8的位點的暴露程度增大,這一系列構(gòu)象變化有利于IL-8結(jié)合CXCR1的胞外域(Step2),在對Step1中受體-配體相互作用以及IL-8運(yùn)動趨勢的研究,亦能發(fā)現(xiàn)IL-8從第一步結(jié)合位置向第二步結(jié)合位置演化的趨勢。CXCR1作為G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR),其胞外域結(jié)合配體之后,CXCR1將被激活,G蛋白進(jìn)而結(jié)合至CXCR1的胞內(nèi)loop區(qū)域,開啟下游信號通路。本文模擬的時間為50ns,還不足以看到CXCR1跨膜域和胞內(nèi)域劇烈的構(gòu)象變化,但是卻能觀察到CXCR1胞內(nèi)域五個關(guān)鍵殘基(Tyr136、Leu137、Ile139、Val140和Met241)柔性、暴露程度的差別,這五個殘基是突變實驗證實的,存在CXCR1胞內(nèi)域loop上,與G蛋白結(jié)合密切相關(guān)的殘基。相對于Step0和Step1,Step2下的這五個殘基,具有最大的柔性和最大的暴露程度,有理由相信這是CXCR1被IL-8激活的一個標(biāo)志。我們相信本文研究對于IL-8與CXCR1相互作用機(jī)制有更深入的認(rèn)識,為后續(xù)的實驗和藥物設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：IL-8 CXCR1 分子動力學(xué)模擬 蛋白-蛋白對接
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R329.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究對象11-14
• 1.1.1 趨化因子與白細(xì)胞介素 811-12
• 1.1.2 G蛋白偶聯(lián)受體與CXCR112-14
• 1.2 研究意義14
• 1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展14-17
• 1.4 科學(xué)問題及論文結(jié)構(gòu)17-19
• 1.4.1 科學(xué)問題的提出17-18
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容18
• 1.4.3 論文撰寫安排18-19
• 第二章 材料與方法19-28
• 2.1 分子動力學(xué)模擬19-26
• 2.1.1 分子動力學(xué)模擬軟件19
• 2.1.2 分子動力學(xué)模擬硬件19-20
• 2.1.3 分子動力學(xué)模擬原理20-22
• 2.1.4 跨膜蛋白的分子動力學(xué)模擬22-24
• 2.1.5 分子動力學(xué)模擬配置文件24-25
• 2.1.6 TCL腳本語言25-26
• 2.2 數(shù)據(jù)分析26-28
• 2.2.1 RMSD與RMSF26
• 2.2.2 氫鍵、鹽橋及靜電相互作用26-27
• 2.2.3 溶劑可達(dá)表面積27
• 2.2.4 殘基相互作用指數(shù)27
• 2.2.5 分子表面標(biāo)測27-28
• 第三章 CXCR1 與IL-8 對接復(fù)合物的計算機(jī)模擬28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 方法與材料28-30
• 3.2.1 分子對接構(gòu)建CXCR1 與IL-8 復(fù)合物結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2.2 模擬系統(tǒng)構(gòu)建29-30
• 3.2.3 能量最小化與平衡30
• 3.3 結(jié)果與討論30-39
• 3.3.1 對接構(gòu)象的篩選30-32
• 3.3.2 Model I結(jié)合面相互作用32-38
• 3.3.3 結(jié)合面殘基RII指數(shù)分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 CXCR1 與IL-8 的動態(tài)結(jié)合41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 方法與材料41-43
• 4.2.1 同源模建CXCR1N末端 9-29 號殘基片段41-42
• 4.2.2 建立不同結(jié)合狀態(tài)的CXCR1/IL-8 系統(tǒng)42-43
• 4.2.3 建立模擬系統(tǒng)43
• 4.2.4 能量最小化與平衡43
• 4.3 結(jié)果與討論43-52
• 4.3.1 分子動力學(xué)模擬反映3個模型的構(gòu)象差異43-47
• 4.3.2 Step1 的受體-配體相互作用47-49
• 4.3.3 Step1 向Step2 演化49-51
• 4.3.4 分子動力學(xué)模擬反映G蛋白結(jié)合位點的暴露51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 附錄64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果67-68
• 致謝68-69
• 附件69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 畢惠娟;王健;;CXCR1、CXCR2及其配體的結(jié)構(gòu)和功能[J];免疫學(xué)雜志;2010年12期

  本文關(guān)鍵詞：白細(xì)胞介素IL-8及受體CXCR1的分子動力學(xué)模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：266627