程序性細胞死亡蛋白1（PD1）及其同源配體程序性死亡配體（PDL）調(diào)控的信號通路在抗癌藥物的研究中引起了廣泛的關注。腫瘤細胞中PD1配體的過度表達抑制了機體的免疫系統(tǒng),阻止免疫系統(tǒng)殺死腫瘤細胞。因此,阻斷PD1與其同源配體的蛋白-蛋白相互作用（PPI）是腫瘤抗體免疫療法治療的基本思路之一。目前,FDA已經(jīng)批準了幾種靶向PD1/PDL1的藥物（如Nivolumab和阿替唑單抗）,并有許多其他藥物正在進行臨床研究。不過,值得注意的是,所有這些藥物（候選藥物）都是單克隆抗體。與小分子藥物相比,單克隆抗體具有固有的缺點,如:（1）不能口服;（2）不易透過腫瘤組織和生理屏障;（3）免疫原性高;（4）半衰期長,藥代動力學不易控制;（5）需要冷鏈運輸;（6）費用昂貴。無疑,開發(fā)針對PD1通路的小分子抑制劑具有重大的價值。遺憾的是,在腫瘤免疫治療領域,小分子藥物的發(fā)展遠遠落后于單克隆抗體藥物,截止目前,還沒有小分子抑制劑被FDA批準。之所以小分子抑制劑設計如此困難,原因可以歸結(jié)為兩方面。其一,對PD1/PDL的作用機制缺乏足夠的認識。雖然近年來,已經(jīng)獲得了PD1單體以及PD1/PDL1復合物的結(jié)晶。但... 

【文章來源】：廣東藥科大學廣東省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)FBDD方法抑制劑設計流程圖

廣東藥科大學碩士研究生學位論文14圖2-1所有體系分子動力學軌跡的RMSD曲線。（a）PD1/PDL1復合物中所有骨架原子的RMSD。（b）PD1/PDL2復合物中所有骨架原子的RMSD。Figure2-1TheRMSDsofmoleculardynamicstrajectoriesforallthecomplexsystems.(a)TheRMSDsofallthebackboneatomsinPD1/PDL1complex.(b)TheRMSDsofthebackboneatomsonPD1/PDL2complex.2.3結(jié)果與討論2.3.1PD1結(jié)合PDL1時的構(gòu)象變化及關鍵殘基分析蛋白質(zhì)骨架原子的均方根漲落（RMSF）可以揭示蛋白質(zhì)各區(qū)域的柔韌性。平衡態(tài)時PD1蛋白和PDL1蛋白的骨架RMSF如圖2-2所示。很明顯的，PDL1蛋白單體的RMS曲線幾乎與結(jié)合態(tài)的RMSF的曲線重疊，只有在N-端區(qū)域稍有增加。與PDL1不同，PD1蛋白多個區(qū)域的柔韌性表現(xiàn)出顯著的差異。如圖2-2a所示，BCloop、CC"loop和FGloop在結(jié)合PDL1蛋白后其RMSF值發(fā)生了不同程度的降低。這說明CC"loop和FGloop都參與了結(jié)合PDL1并被穩(wěn)定，導致CC"loop和FGloop的柔韌性降低。有趣的是，BCloop遠離結(jié)合界面，空間上不可能與PDL1結(jié)合，但是其RMSF值卻大為降低。分析PD1的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，序列上PD1經(jīng)由C片層與CC"loop相連、空間上BCloop緊鄰著FGloop。這說明，BCloop與CC’loop和FGloop之間具有很高相關性，CC’loop與FGloop的穩(wěn)定間接導致BCloop被穩(wěn)定。鑒于PD1蛋白在結(jié)合PDL1前后，多個區(qū)域穩(wěn)定性發(fā)生了劇烈變化，我們對PD1的兩種狀態(tài)的構(gòu)象進行了進一步分析。PD1單體狀態(tài)和結(jié)合態(tài)的表面圖展示在圖2-2c。觀察發(fā)現(xiàn)，CC"loop和FGloop會形成兩個突起，并且這兩個突起之間會形成一個疏水性口袋（圖2-2c中的紅色虛線框）。該口袋不僅在PD1單體狀態(tài)維持的不錯，在結(jié)合PDL1蛋白后也維持的很好（圖2-2d）。口袋以及口袋周圍FGloop和CC"的loop突起部分與PDL1

廣東藥科大學碩士研究生學位論文15的G片層上的幾何結(jié)構(gòu)互補，就像一個“夾子”緊緊夾住PDL1的G片層，從而拉住和穩(wěn)定PDL1。因此，該口袋是PDL1結(jié)合的一個熱點口袋。在最近的一份報告中，張增輝的團隊通過能量分解以及計算丙氨酸突變也發(fā)現(xiàn)了這個口袋，并將其命名為M115口袋28。另一方面，當PD1與PDL1結(jié)合時，PD1的C"Dloop的柔性增加。這是一個非常復雜的現(xiàn)象。因此，有必要對C"Dloop進行詳細的分析，以闡明其在結(jié)合機制中的作用。圖2-2PD1/PDL1體系分子動力學軌跡的RMSF。右邊是蛋白的二級結(jié)構(gòu)示意圖。（a）PD1單體（黑色），PD1結(jié)合PDL1后（紅色）；（b）PDL1單體（黑色），PDL1結(jié)合PD1后（紅色）。（c）PD1單體平衡態(tài)的表面示意圖。（d）PD1/PDL1復合物平衡態(tài)時,PD1的表面示意圖。Figure2-2TheRMSFsofmoleculardynamicstrajectoriesforPD1/PDL1system.Andtherepresentativesecondarystructureispresentedontheright.(a).monomerPD1(black),PD1in


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