本文關(guān)鍵詞：人蛋白激酶組—小分子相互作用預(yù)測　出處：《復(fù)旦大學(xué)》2009年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：蛋白激酶是最龐大與功能最為豐富的基因家族之一。激酶在細(xì)胞信號通路及其它重要的細(xì)胞過程中起關(guān)鍵性調(diào)節(jié)作用,因此與大量疾病密切相關(guān),成為繼G-蛋白偶聯(lián)受體之后第二大類藥物靶點,其小分子抑制劑的篩選一直是藥物開發(fā)的熱點。為開發(fā)多靶點藥物,激酶抑制劑的研究正向全激酶組高通量篩選方向發(fā)展。不過,基于全激酶組的大規(guī)模實驗篩選費用很大,為降低實驗成本,提高實驗成功率,有必要開發(fā)人激酶組—小分子相互作用的預(yù)測系統(tǒng),以對小分子與人激酶組所有激酶的結(jié)合親和性進(jìn)行預(yù)測,從中富集出少量較為可能的小分子與激酶進(jìn)行相應(yīng)的實驗驗證。 本文首先利用Protein Data Bank所提供的113個已知人蛋白激酶的晶體結(jié)構(gòu)為模板,對整個人激酶組的催化域進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模。建模過程首先優(yōu)化已知結(jié)構(gòu)：將晶體結(jié)構(gòu)中缺失的原子坐標(biāo)補(bǔ)齊,并采用大規(guī)模結(jié)構(gòu)精修計算技術(shù)對其優(yōu)化,作為建模的結(jié)構(gòu)模板；接著,在激酶組序列比對基礎(chǔ)上,選擇序列同源度最高的模板對激酶組其它約400個激酶進(jìn)行同源建模,由此獲得了人蛋白激酶組約500多個激酶催化域的結(jié)構(gòu)。為檢驗建模流程的可靠性,我們使用此流程對已知晶體結(jié)構(gòu)的激酶進(jìn)行了結(jié)構(gòu)預(yù)測(即排除自身作為建模模板),并與晶體結(jié)構(gòu)對比驗證。結(jié)果顯示,113個預(yù)測模型中88個與晶體結(jié)構(gòu)的Cα。原子的均方根偏差(RMSD)均在3A以下,優(yōu)于一般的同源建模流程,說明所采用的高分辨率激酶組催化域建模流程是可靠的。 以所得的人蛋白激酶組催化域結(jié)構(gòu)模型為蛋白受體庫,使用Autodock Vina能量函數(shù)定量描述小分子與激酶的結(jié)合親和性,構(gòu)建了預(yù)測小分子—人激酶組相互作用的分子對接系統(tǒng)。為驗證系統(tǒng)的可靠性,計算了38種已進(jìn)行臨床試驗的小分子抑制劑與全激酶組的相互作用譜,并把結(jié)合自由能計算值與文獻(xiàn)報道的實驗值進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)預(yù)測與實驗值之間偏差的標(biāo)準(zhǔn)差約為1.7 kcal/mol,其中約88%的偏差值落在Autodock Vina能量模型應(yīng)用于其原始檢驗數(shù)據(jù)集時所具有的標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)(約±2.7kcal/mol);同時,以100 nM與1μM作為解離常數(shù)Kd的選擇閡值,篩選出了Kd計算值符合的小分子—激酶相互作用對,與實驗數(shù)據(jù)比較,預(yù)測準(zhǔn)確率分別約為23%和56%。這些結(jié)果表明,所構(gòu)建的小分子—人激酶組相互作用預(yù)測系統(tǒng)可以為多激酶抑制劑的開發(fā)、激酶相關(guān)的特定信號通路的小分子阻斷等實驗研究提供實際可行的預(yù)測。
[Abstract]:Protein kinase is one of the largest and most functional family of genes. Kinase plays a key regulatory role in cell signaling pathways and other important cellular processes. Therefore, it is closely related to many diseases. It has become the second major drug target after G- protein coupled receptor. The screening of its small molecule inhibitors has been a hot topic in drug development. In order to develop multiple target drugs, the study of kinase inhibitors is developing in the direction of high throughput screening in the whole kinase group. However, the large-scale experiment group based on the cost of a large screen kinase, in order to reduce the experimental cost, improve the success rate of prediction system it is necessary to develop the interaction of small molecule kinase group, with combination of small molecules and one group of all the affinity of the kinase kinase was predicted from a few more possible small enrichment molecular and experiments are carried out to verify the corresponding kinase.
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：R346;Q55

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1 余璐;人蛋白激酶組—小分子相互作用預(yù)測[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

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